JP2023012305A - Vinyl ether compound and methods for producing aldehyde compound and carboxylate compound therefrom - Google Patents

Vinyl ether compound and methods for producing aldehyde compound and carboxylate compound therefrom Download PDF

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Abstract

To provide a method for producing a (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound by using a short-process and industrially viable purification means without using a harmful reagent.SOLUTION: The present invention provides a novel vinyl ether compound represented by the following general formula (1) (in the formula, R1 represents a C1-15 univalent hydrocarbon group; and the wavy line represents an E body, a Z body, or a mixture thereof). Further, the present invention provides a method for producing 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentene carbaldehyde (2), comprising at least a step of obtaining 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentene carbaldehyde represented by the following formula (2) by subjecting the vinyl ether compound (1) to a hydrolysis reaction.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規なビニルエーテル化合物に関する。本発明はまた、該ビニルエーテル化合物から、アルデヒド化合物、すなわち2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド及び2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド、並びにカルボキシレート化合物、すなわち(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物、を製造する方法に関する。 The present invention relates to novel vinyl ether compounds. The present invention also provides from said vinyl ether compounds aldehyde compounds, namely 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde and 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde, and carboxylate compounds, namely (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound.

昆虫の性フェロモンは、通常、雌個体が雄個体を誘引する機能をもつ生物活性物質であり、少量で高い誘引活性を示す。性フェロモンは、発生予察及び地理的な拡散(特定地域への侵入)の確認の手段として、また害虫防除の手段として広く利用されている。害虫防除の手段としては、大量誘殺法(Mass trapping)、誘引殺虫法(Lure and kill又はAttract and kill)、誘引感染法(Lure and infect又はAttract and infect)及び交信撹乱法(Mating disruption)と呼ばれる防除法が広く実用に供されている。昆虫1個体から抽出できる性フェロモンはごく微量であることから、天然由来の性フェロモンを交信攪乱等に利用することは難しく、性フェロモンの利用にあたっては必要量の性フェロモン原体を人工的に製造することが、基礎研究のために、更には応用のために必要とされる。 Insect sex pheromones are biologically active substances that normally have the function of attracting female individuals to male individuals, and exhibit high attractiveness even in small amounts. Sex pheromones are widely used as a means of predicting outbreaks, confirming geographical spread (invasion into specific areas), and as a means of pest control. Pest control means include mass trapping, lure and kill or attract and kill, lure and infect or attract and infect, and mating disruption. Control methods are widely put into practical use. Since the amount of sex pheromone that can be extracted from an individual insect is extremely small, it is difficult to use naturally derived sex pheromone for communication disruption, etc. Therefore, when using sex pheromone, the necessary amount of raw material for sex pheromone is artificially produced. is needed for basic research as well as for applications.

Pseudococcus viburni(一般名:Obsucure Mealybug、以下、「OMB」と略する。)は、主にアメリカ大陸に分布し、ブドウを始めとする種々の作物に被害を与えるため、経済的に非常に重要な害虫である。近年、OMBの分布が広がっており、地理的な拡散の確認も重要となっている。OMBの性フェロモンは、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物の一つである(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートであることが報告されている(下記の非特許文献1)。また、合成された(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのラセミ体を用いたオスの誘引試験において、合成品が天然フェロモンと同等の誘引活性を示すことが報告されている(非特許文献1)。 Pseudococcus viburni (common name: Obsucure Mealybug, hereinafter abbreviated as "OMB") is mainly distributed in the Americas and damages various crops including grapes, so it is economically very important. pests. In recent years, the distribution of OMB has spread, and confirmation of geographical diffusion has become important. The sex pheromone of OMB is reported to be (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, one of the (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compounds. (Non-Patent Document 1 below). In addition, in a male attraction test using the synthesized racemate of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, the synthetic product was found to be a natural pheromone. It has been reported that they exhibit equivalent attractant activity (Non-Patent Document 1).

OMBの性フェロモンの合成例としては、例えば、イソブチル=メタクリレートを出発原料とし、Nazarov環化反応を用いた合成が挙げられる(非特許文献1)。また、非特許文献1の改良合成法も報告されている(下記の非特許文献2及び3)。即ち、ジブロモメタン、亜鉛及び塩化チタン(IV)を用いたケトンのメチレン化反応を用いて収率を向上させている。更に、(-)-パントラクトンを出発原料とし、タンデム共役付加-環化付加反応を鍵とした光学活性体の合成も報告されている(下記の非特許文献4)。工業生産を企図した製造方法としては、若森らによるα-ハロテトラメチルシクロヘキサノンのファヴォルスキー(Favorskii)転位反応を利用した方法が公開されている(下記の特許文献1)。 An example of synthesizing OMB sex pheromones is synthesis using isobutyl methacrylate as a starting material and Nazarov cyclization reaction (Non-Patent Document 1). An improved synthesis method of Non-Patent Document 1 has also been reported (Non-Patent Documents 2 and 3 below). Thus, a methylenation reaction of ketones with dibromomethane, zinc and titanium(IV) chloride is used to improve the yield. Furthermore, synthesis of an optically active substance using (-)-pantolactone as a starting material and a key tandem conjugate addition-cycloaddition reaction has also been reported (Non-Patent Document 4 below). As a production method intended for industrial production, Wakamori et al. have disclosed a method utilizing the Favorskii rearrangement reaction of α-halotetramethylcyclohexanone (Patent Document 1 below).

特開2017-210469号公報JP 2017-210469 A

J.Millarら、J.Chem.Ecol.,31,2999(2005)J. Millar et al., J. Chem. Ecol. , 31, 2999 (2005) J.Millarら、Tetrahedron Lett.,48,6377(2007)J. Millar et al., Tetrahedron Lett. , 48, 6377 (2007) J.Millarら、Tetrahedron Lett.,52,4224(2011)J. Millar et al., Tetrahedron Lett. , 52, 4224 (2011) D.Reddyら、Tetrahedron Lett.,51,5291(2010)D. Reddy et al., Tetrahedron Lett. , 51, 5291 (2010) Bull.Soc.Chim.Fr.,2981(1970)及びJ.Am.Chem.Soc.,113,8062(1991)Bull. Soc. Chim. Fr. , 2981 (1970) and J. Am. Am. Chem. Soc. , 113, 8062 (1991)

しかしながら、非特許文献1に記載の合成法は短工程であるものの、目的物である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートの精製に、ガスクロマトグラフィー分取を用いているため、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートの大量合成には大きな困難を伴う。また、非特許文献2及び3に記載された合成法は、変異原性を有するジブロモメタンの使用及び強毒性の六価クロムを用いた酸化反応が必要である上に、中間体の精製において、高コストかつスケールアップに難のあるシリカゲルカラムクロマトグラフィー法が必要であるため、工業スケールでの実施が難しい。さらに、非特許文献4では、目的物である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートの合成に、(-)-パントラクトンから17工程もの工程数を要する上に、共役付加反応に-78℃の極低温を用いていること及び酸化反応に爆発性の高い高原子価ヨウ素試薬を用いていることから、工業スケールでの実施が難しい。 However, although the synthesis method described in Non-Patent Document 1 is a short process, gas chromatography fractionation is used to purify the target product (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate. Therefore, large-scale synthesis of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate is accompanied by great difficulty. In addition, the synthetic methods described in Non-Patent Documents 2 and 3 require the use of mutagenic dibromomethane and an oxidation reaction using highly toxic hexavalent chromium. It is difficult to implement on an industrial scale because it requires a silica gel column chromatography method that is expensive and difficult to scale up. Furthermore, in Non-Patent Document 4, synthesis of the target product (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate requires as many as 17 steps from (−)-pantolactone, and conjugation Due to the extremely low temperature of −78° C. used for the addition reaction and the highly explosive high-valence iodine reagent used for the oxidation reaction, it is difficult to implement on an industrial scale.

一方、特許文献1には、より工業的な合成法が記載されているが、ファヴォルスキー転位反応よりも、さらに位置選択的な製造方法が求められていた。 On the other hand, Patent Document 1 describes a more industrial synthesis method, but there has been a demand for a more regioselective production method than the Favorsky rearrangement reaction.

このように、従来の製造方法では、有害試薬の使用、工程数、中間体及び/又は目的物の分離或いは精製の手段等の理由から、十分量の(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートを工業的に製造することは非常に困難であり、また反応選択性についても改善の余地があると考えられた。 As described above, in the conventional production method, a sufficient amount of (2,3,4,4-tetramethyl It was thought that industrial production of cyclopentyl)methyl acetate was extremely difficult, and that there was room for improvement in reaction selectivity.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、有害試薬を使用せずとも、短工程かつ工業的に可能な精製手段を用い、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物を製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a short process and an industrially feasible purification means without using harmful reagents to produce (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl=carboxyl. It is an object of the present invention to provide a method for producing rate compounds.

また、ラセミ体の誘引活性を踏まえ、生物学的研究、農学的研究及び/又は実際の応用及び/又は利用等に必要な十分量のOMBの性フェロモン(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのラセミ体の製造方法を提供することも目的とする。より好ましくは、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートの4種のジアステレオマーのうち、天然のOMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのジアステレオマー比(dr)を50%以上とすることができる立体選択的な製造方法を提供することを目的とする。ここで、ジアステレオマー比(dr)とは、注目するジアステレオマー1種のモル数を、存在する全ジアステレオマーの合計モル数で割り、%で表したものである。 In addition, based on the attractant activity of the racemate, a sufficient amount of OMB sex pheromone (2,3,4,4-tetramethyl It is also an object to provide a process for preparing the racemate of cyclopentyl)methyl acetate. More preferably, (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)-methyl=acetate with a diastereomeric ratio (dr) of 50% or more. . Here, the diastereomer ratio (dr) is the number of moles of one diastereomer of interest divided by the total number of moles of all diastereomers present, expressed in %.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、新規化合物であるビニルエーテル化合物とアルデヒド化合物、すなわち2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド、とが、カルボキシレート化合物、すなわち(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物、の製造において有用な中間体であることを見出した。 As a result of extensive studies, the present inventors have found that a novel compound, a vinyl ether compound and an aldehyde compound, namely 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde, is a carboxylate compound, namely ( 2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compounds.

また、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上記の2つの中間体を経由することにより、有害試薬を使用せずとも、短工程で工業的に(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物を製造できることを見出した。 In addition, as a result of extensive studies, the present inventors have found that by going through the above two intermediates, it is possible to industrially (2,3,4,4- It has been found that tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compounds can be prepared.

さらに、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのラセミ体を製造できることに加えて、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートの4種のジアステレオマーのうち、天然のOMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのジアステレオマー比(dr)を50%以上とすることができることを見出した。 Furthermore, as a result of extensive studies, the present inventors have found that (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate can be produced in the racemate, and (2,3,4,4- Among the four diastereomers of tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetra- It was found that the diastereomeric ratio (dr) of methylcyclopentyl)methyl acetate can be 50% or more.

本発明の一つの態様によれば、下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を加水分解反応に付すことにより、下記式(2)で表される2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒドを得る工程を少なくとも含む、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の製造方法を提供できる。

Figure 2023012305000001
(上記一般式(1)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、波線はE体、Z体又はそれらの混合物であることを表す。) According to one aspect of the present invention, 2,3,4,4-tetramethyl represented by the following formula (2) is obtained by subjecting a vinyl ether compound represented by the following general formula (1) to a hydrolysis reaction. A method for producing 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) can be provided, comprising at least a step of obtaining -1-cyclopentenecarbaldehyde.
Figure 2023012305000001
(In general formula (1) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the wavy line represents the E form, Z form, or a mixture thereof.)

また、本発明のその他の態様によれば、上記の2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の製造方法と、該2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)を水素添加反応に付すことにより、下記式(3)で表される2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒドを得る工程を少なくとも含む、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の製造方法を提供できる。

Figure 2023012305000002
Further, according to another aspect of the present invention, the method for producing 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) and the 2,3,4,4-tetramethyl- 2,3, comprising at least a step of obtaining 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde represented by the following formula (3) by subjecting 1-cyclopentenecarbaldehyde (2) to a hydrogenation reaction; ,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3).
Figure 2023012305000002

さらに、本発明のその他の態様によれば、上記の2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の製造方法と、該2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)を、還元剤との還元反応に付すことにより、下記式(4)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノールを得る工程と、該(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)をエステル化反応に付すことにより、下記一般式(5)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物を得る工程とを少なくとも含む、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法を提供できる。

Figure 2023012305000003
(上記一般式(5)中、Rは水素原子又は炭素数1~15の一価の炭化水素基を表す。) Furthermore, according to another aspect of the present invention, the method for producing the above 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) and the 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde a step of obtaining (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol represented by the following formula (4) by subjecting rudehyde (3) to a reduction reaction with a reducing agent; ,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4) is subjected to an esterification reaction to give a (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound represented by the following general formula (5): (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) can be provided.
Figure 2023012305000003
(In general formula (5) above, R 2 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.)

また、本発明のその他の態様によれば、上記のカルボキシレート化合物(5)が下記式(5A)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートであり、該(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートにおいて、4種のジアステレオマーのうち、下記式(5A’)で表される(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのジアステレオマー比(dr)が50%以上である、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法を提供できる。

Figure 2023012305000004
(上記式(5A)及び(5A’)中、Acはアセチル基を表し、(R)、(S)、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表し、以下同じである。) Further, according to another aspect of the present invention, the carboxylate compound (5) is (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl=acetate represented by the following formula (5A), In (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, among the four diastereomers, (1R * ,2R * ,3S * )-(2) represented by the following formula (5A′) (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) having a diastereomeric ratio (dr) of 50% or more in ,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate can provide a manufacturing method of
Figure 2023012305000004
(In formulas (5A) and (5A′) above, Ac represents an acetyl group, (R * ), (S * ), bold bonds and hashed bonds represent relative configurations, The same shall apply hereinafter.)

さらに、本発明のその他の態様によれば、下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記一般式(7)で表されるリンイリド化合物とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより、該ビニルエーテル化合物(1)を得る工程をさらに含む、上記の2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)、上記の2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)又は上記の(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法を提供できる。

Figure 2023012305000005
(上記一般式(7)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、Phはフェニル基を表す。) Furthermore, according to another aspect of the present invention, 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and a phosphorus ylide represented by the following general formula (7) 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) above, further comprising the step of obtaining the vinyl ether compound (1) by subjecting the compound to a Wittig reaction, A method for preparing 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) or the (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) above can be provided.
Figure 2023012305000005
(In general formula (7) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and Ph represents a phenyl group.)

また、本発明のその他の態様によれば、下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を提供できる。

Figure 2023012305000006
(式中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基であり、波線はE体、Z体又はそれらの混合物であることを表す。) Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a vinyl ether compound represented by the following general formula (1).
Figure 2023012305000006
(In the formula, R 1 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the wavy line represents the E form, Z form, or a mixture thereof.)

さらに、本発明のその他の態様によれば、下記式(2)で表される2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒドを提供できる。

Figure 2023012305000007
Furthermore, according to another aspect of the present invention, 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde represented by the following formula (2) can be provided.
Figure 2023012305000007

本発明によれば、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物、特には、重要農業害虫であるOMBの性フェロモンとして、発生予察及び防除等への応用が期待される(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートを、安全に、効率的、選択的かつ工業的に製造できる。また、本発明によれば、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物の製造に有用な中間体である上記ビニルエーテル化合物(1)及び上記2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)も提供できる。 According to the present invention, a (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound, in particular, as a sex pheromone for OMB, which is an important agricultural pest, is expected to be applied to prediction of outbreaks and control. (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate can be produced safely, efficiently, selectively and industrially. Further, according to the present invention, the above vinyl ether compound (1) and the above 2,3,4,4, which are useful intermediates for the production of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compounds -tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) can also be provided.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本明細書中の中間体、試薬及び目的物の化学式において、構造上、エナンチオ異性体又はジアステレオ異性体等の立体異性体が存在しうるものがあるが、特に記載がない限り、いずれの場合も各化学式はこれらの異性体のすべてを表すものとする。また、これらの異性体は、単独であってもよく又は混合物であってもよい。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these. In addition, in the chemical formulas of intermediates, reagents and target products in this specification, there may be stereoisomers such as enantiomers or diastereoisomers due to the structure, but unless otherwise specified, any Each chemical formula also represents all of these isomers. Also, these isomers may be used singly or as a mixture.

本発明者らは、以下に説明するように、上記目的化合物である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の合成計画を考察した。
下記の逆合成解析の反応式は、上記(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)のうち、OMB性フェロモンのラセミ体(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)を1つの例として示したものである。
As explained below, the present inventors considered a plan for synthesizing the target compound (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5).
The reaction formula of the retrosynthetic analysis below is the racemic OMB pheromone (1R * , 2R * , 3S * ) of the (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5). )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A′) is shown as an example.

Figure 2023012305000008
(上式中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、波線はE体、Z体又はそれらの混合物であることを表し、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表す。)
Figure 2023012305000008
(In the above formula, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group with 1 to 15 carbon atoms, the wavy line represents the E form, Z form or a mixture thereof, bold bond and hash bond hashed bond) represents the relative configuration.)

上記の逆合成解析の反応式中、白抜き矢印は逆合成解析(Retrosynthetic analysis)におけるトランスフォームを表す。 In the reaction formula of the above retrosynthetic analysis, the white arrows represent transforms in the retrosynthetic analysis.

(工程D’)
上記(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)は、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)のうち、式(3’)で表される(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒドから合成可能であると考えた。具体的には、1)必要に応じて、(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)の1位の立体異性化(エピ化(epimerization))、2)アルデヒドのアルコールへの還元、そして、3)アルコールのエステル化、の少なくとも2工程又は、3工程により変換できる。
(Process D')
The above (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A') is 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3 ), it was thought possible to synthesize from (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde represented by the formula (3′). Specifically, 1) If necessary, (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) is stereoisomerized at the 1-position (epimation (epimerization)), 2) reduction of the aldehyde to an alcohol, and 3) esterification of the alcohol.

(工程C’)
(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)は、式(2)で表される2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒドの還元反応、好ましくは二重結合への水素添加反応に付すことにより合成可能と考えた。2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)のより空いた面、すなわち3位のメチル基の反対側の面から2位に水素が付加することにより、2,3位のジメチル基について望む立体配置を有するシス(cis)体が優先して生成すると予想した。また、(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)にて2,3-シス配置が得られれば、その後の変換では立体異性化の恐れがなく、目的化合物まで、望む2,3-シス配置が保持される。したがって、上記2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)を基質として選択し、その上で、立体選択的水素化が期待される二重結合への水素添加反応を行うことが極めて重要である。また、一般的に水素添加反応は、非常に安価な分子状水素と、少量かつ再利用可能な水素添加触媒を用いて行うことができ、工業的経済性の観点からも有利である。
(Process C')
(1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) is 2,3,4,4-tetramethyl-1 represented by formula (2). - Cyclopentenecarbaldehyde was considered to be synthesizable by subjecting it to a reduction reaction, preferably a hydrogenation reaction to the double bond. Addition of hydrogen to the 2-position from the more open face of 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2), ie the face opposite the methyl group at the 3-position, leads to 2,3 It was expected that the cis form with the desired configuration for the dimethyl group at the position would be preferentially produced. Also, if (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) affords the 2,3-cis configuration, subsequent transformations can lead to stereoisomeric The desired 2,3-cis configuration is retained all the way to the target compound without fear of . Therefore, the above 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) is selected as a substrate, and then the hydrogenation reaction to the double bond, which is expected to undergo stereoselective hydrogenation, is carried out. It is extremely important to do so. In general, hydrogenation reactions can be carried out using very inexpensive molecular hydrogen and a small amount of reusable hydrogenation catalyst, which is advantageous from the viewpoint of industrial economy.

(工程B’)
2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)は、一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を加水分解反応に付すことにより合成できると考えた。上記ビニルエーテル化合物(1)の加水分解においてアルデヒドを生じると、環内の二重結合は、アルデヒドのカルボニル基との共役により熱力学的により安定となる1,2位間へ、原料での2,3位間から容易に異性化すると考えられた。
(Process B')
It was thought that 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) could be synthesized by hydrolyzing the vinyl ether compound represented by general formula (1). When an aldehyde is produced in the hydrolysis of the vinyl ether compound (1), the double bond in the ring is thermodynamically more stable due to conjugation with the carbonyl group of the aldehyde, and the 2, It was thought that isomerization easily occurred from between the 3-positions.

(工程A’)
上記ビニルエーテル化合物(1)は、公知のケトンでありかつ式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと式(7)で表されるリンイリド化合物とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより合成可能であると考えた。
(Process A')
The vinyl ether compound (1) is a known ketone and includes 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by formula (6) and a phosphorus ylide compound represented by formula (7). could be synthesized by subjecting it to the Wittig reaction.

そして、上記逆合成解析の反応式を考慮すると、本発明の一つの実施態様に従う化学反応式は、下記の通りに示される。

Figure 2023012305000009
Considering the reaction formula of the above retrosynthetic analysis, the chemical reaction formula according to one embodiment of the present invention is shown as follows.
Figure 2023012305000009

(工程A)上記化学反応式中に示される通り、2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノン(6)とリンイリド化合物(7)とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより、ビニルエーテル化合物(1)が得られる。
(工程B)次に、工程Aに従って得られたビニルエーテル化合物(1)を加水分解反応に付すことにより、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)が得られる。
(工程C)工程Bに従って得られた2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)を水素添加反応に付すことにより、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)が得られる。
(工程D)2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)を、1)必要に応じて、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の1位の立体異性化(エピ化)、2)アルデヒドのアルコールへの還元、そして、3)アルコールのエステル化、を行うことにより、目的化合物である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)が得られる。
(Step A) As shown in the above chemical reaction formula, by subjecting 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone (6) and phosphorus ylide compound (7) to Wittig reaction , the vinyl ether compound (1) is obtained.
(Step B) Next, the vinyl ether compound (1) obtained according to Step A is hydrolyzed to obtain 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2).
(Step C) 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) obtained according to Step B is hydrogenated to give 2,3,4,4-tetramethylcyclopentane. Carbaldehyde (3) is obtained.
(Step D) 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) to 1) optionally 1-position of 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) , 2) reduction of the aldehyde to an alcohol, and 3) esterification of the alcohol to give the target compound (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl = carboxylate compound (5) is obtained.

以下に、本発明の実施の形態の一例として、上記逆合成解析に基づく上記工程A~Dを、工程B、工程A、工程C、そして工程Dの順に詳細に説明する。 Hereinafter, as an example of the embodiment of the present invention, Steps A to D based on the retrosynthetic analysis will be described in detail in the order of Step B, Step A, Step C, and Step D.

[1]工程B
以下に、下記一般式(2)で表される2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)を得る工程Bについて説明する。2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)は、下記の化学反応式に示されている通り、下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を加水分解に付すことにより得られる。

Figure 2023012305000010
(上記一般式中、Rは上記で定義した通りであり、波線は、E体、Z体又はそれらの混合物であることを表す。) [1] Step B
Step B for obtaining 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) represented by the following general formula (2) will be described below. 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) is obtained by subjecting a vinyl ether compound represented by the following general formula (1) to hydrolysis, as shown in the chemical reaction formula below. obtained by
Figure 2023012305000010
(In the general formula above, R 1 is as defined above, and the wavy line represents the E form, Z form, or a mixture thereof.)

まず、工程Bの出発物質である下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物について説明する。

Figure 2023012305000011
First, the vinyl ether compound represented by the following general formula (1), which is the starting material in step B, will be described.
Figure 2023012305000011

一般式(1)において、Rは、炭素数1~15、好ましくは1~7、より好ましくは1~4の一価の炭化水素基を表し、波線は、E体、Z体又はそれらの混合物であることを表す。
一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、デシル基、ウンデシル基及びペンタデシル基などの直鎖状の飽和炭化水素基;イソプロピル基、s-ブチル基、t-ブチル基及びイソブチル基などの分枝状の飽和炭化水素基;シクロヘキシル基などの環状の飽和炭化水素基;並びに、アリル基などの不飽和炭化水素基;フェニル基などのアリール基;並びに、ベンジル基及びフェネチル基などのアラルキル基が挙げられ、経済性の観点からメチル基、エチル基、フェニル基及びベンジル基が特に好ましい。また、これらの炭化水素基の水素原子の一部が置換されていてもよく、その場合の置換基としては、ハロゲン基、炭素数1~4のアルコキシ基、アルキルチオ基及びトリアルキルシリル基が好ましく、置換された炭化水素基としてより具体的には、2-(トリメチルシリル)エチル基、2-メトキシエチル基、2-(メチルチオ)エチル基、クロロフェニル基及びメトキシフェニル基が挙げられる。
In general formula (1), R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms; Represents a mixture.
Monovalent hydrocarbon groups include linear saturated hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, decyl, undecyl and pentadecyl; isopropyl, s branched saturated hydrocarbon groups such as -butyl group, t-butyl group and isobutyl group; cyclic saturated hydrocarbon groups such as cyclohexyl group; and unsaturated hydrocarbon groups such as allyl group; aryl groups such as phenyl group and aralkyl groups such as a benzyl group and a phenethyl group, with methyl, ethyl, phenyl and benzyl being particularly preferred from the viewpoint of economy. In addition, some of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups may be substituted, and in that case, the substituent is preferably a halogen group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkylthio group or a trialkylsilyl group. , more specific examples of substituted hydrocarbon groups include 2-(trimethylsilyl)ethyl, 2-methoxyethyl, 2-(methylthio)ethyl, chlorophenyl and methoxyphenyl groups.

該ビニルエーテル化合物(1)の具体例としては、4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(エトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(プロポキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(ブトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(ペンタデシルオキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(イソプロポキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(シクロヘキシルオキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(アリルオキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(フェノキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(ベンジルオキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-[2-(トリメチルシリル)エトキシメチレン]-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-[(2-メトキシエトキシ)メチレン]-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-[2-(メチルチオ)エトキシメチレン]-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-[(4-クロロフェノキシ)メチレン]-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン及び4-[(4-メトキシフェノキシ)メチレン]-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテンが挙げられ、原料入手及び/又は製造コスト等の観点から、4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(エトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(フェノキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン、4-(ベンジルオキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテンが好ましい。
該ビニルエーテル化合物(1)の製造方法については、後述の工程Aにて説明する。
Specific examples of the vinyl ether compound (1) include 4-(methoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(ethoxymethylene)-1,1,2,3-tetra methyl-2-cyclopentene, 4-(propoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(butoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(pentadecyloxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(isopropoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-( cyclohexyloxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(allyloxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(phenoxymethylene)- 1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(benzyloxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-[2-(trimethylsilyl)ethoxymethylene]- 1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-[(2-methoxyethoxy)methylene]-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-[2-(methylthio) ethoxymethylene]-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-[(4-chlorophenoxy)methylene]-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene and 4-[( 4-Methoxyphenoxy)methylene]-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, and 4-(methoxymethylene)-1,1,2 ,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(ethoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene, 4-(phenoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl- 2-cyclopentene, 4-(benzyloxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene are preferred.
The method for producing the vinyl ether compound (1) will be described in step A below.

次に、工程Bの目的物質である2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)は、下記式(2)により表される。

Figure 2023012305000012
Next, 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2), which is the target substance in step B, is represented by the following formula (2).
Figure 2023012305000012

上記加水分解反応は、該ビニルエーテル化合物(1)に、水と、必要に応じて酸及び/又は溶媒を加えることにより行うことができる。また、該水素添加反応は、冷却又は加熱しながら行ってもよい。 The above hydrolysis reaction can be carried out by adding water and, if necessary, an acid and/or a solvent to the vinyl ether compound (1). Also, the hydrogenation reaction may be carried out while cooling or heating.

該加水分解反応における水の使用量としては、実用上十分な反応速度が得られれば任意に設定でき、該ビニルエーテル化合物(1)1モルに対して、好ましくは0.1~100,000モル、より好ましくは0.5~10,000モル、さらに好ましくは1~1,000モルである。 The amount of water used in the hydrolysis reaction can be set arbitrarily as long as a practically sufficient reaction rate is obtained. It is more preferably 0.5 to 10,000 mol, still more preferably 1 to 1,000 mol.

該加水分解反応に用いる酸としては、大量入手可能な市販の酸が好ましく、例えば、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸及びリン酸等の無機酸類又はこれらの塩類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸及びナフタレンスルホン酸等の有機酸類又はこれらの塩類;テトラフルオロホウ酸リチウム、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、四塩化錫、四臭化錫、二塩化錫、四塩化チタン、四臭化チタン及びトリメチルシリル=ヨージド等のルイス酸類;アルミナ、シリカゲル及びチタニア等の酸化物;各種陽イオン交換樹脂;並びに、モンモリロナイト等の鉱物を挙げることができる。経済性及び/又は反応性等の観点から、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸及びp-トルエンスルホン酸が好ましい。
該酸は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該酸は、市販されているものを用いることができる。
The acid used in the hydrolysis reaction is preferably a commercially available acid that is available in large quantities, such as inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, nitric acid and phosphoric acid, or salts thereof; , organic acids such as acetic acid, propionic acid, oxalic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid, or salts thereof; lithium tetrafluoroborate, Boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, aluminum trichloride, zinc chloride, zinc bromide, zinc iodide, tin tetrachloride, tin tetrabromide, tin dichloride, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide and trimethylsilyl-iodide; oxides such as alumina, silica gel and titania; various cation exchange resins; and minerals such as montmorillonite. Hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid and p-toluenesulfonic acid are preferred from the viewpoint of economy and/or reactivity.
The acid may be used alone or in combination of two or more. In addition, as the acid, a commercially available one can be used.

該酸の使用量としては、実用上十分な反応速度が得られれば任意に設定できるが、経済性の観点からはなるべく少量が好ましく、該ビニルエーテル化合物(1)1モルに対して、好ましくは0.00001~10,000モル、より好ましくは0.0001~1,000モル、さらに好ましくは0.001~100モルである。 The amount of the acid used can be set arbitrarily as long as a practically sufficient reaction rate is obtained, but from the viewpoint of economy, it is preferably as small as possible, and preferably 0 per 1 mol of the vinyl ether compound (1). 0.00001 to 10,000 mol, more preferably 0.0001 to 1,000 mol, still more preferably 0.001 to 100 mol.

該加水分解反応には水以外の溶媒を使用してもよい。
該溶媒としては、例えば、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン及び1,4-ジオキサン等のエーテル類;ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメン等の炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム及びトリクロロエチレン等の塩素系溶剤類;アセトン、メチル=エチル=ケトン等のケトン類;N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)、ジメチル=スルホキシド(DMSO)及びヘキサメチルホスホリック=トリアミド(HMPA)等の非プロトン性極性溶媒類;アセトニトリル及びプロピオニトリル等のニトリル類;酢酸エチル及び酢酸n-ブチル等のエステル類;並びに、メタノール、エタノール及びt-ブチル=アルコール等のアルコール類が挙げられ、好ましくは、ジエチル=エーテル及びテトラヒドロフランなどのエーテル類、又は該エーテル類を含む混合溶媒である。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量としては、該ビニルエーテル化合物(1)1モルに対して、好ましくは10g~10,000gである。
A solvent other than water may be used for the hydrolysis reaction.
Examples of the solvent include ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene; methylene chloride, chloroform and trichlorethylene. chlorinated solvents such as; acetone, ketones such as methyl = ethyl ketone; N,N-dimethylformamide (DMF), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), dimethyl sulfoxide (DMSO) and hexamethylphosphoric triamide (HMPA); nitriles such as acetonitrile and propionitrile; esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate; and methanol, ethanol and t-butyl = alcohols such as alcohol, preferably ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, or a mixed solvent containing the ethers.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. Also, as the solvent, a commercially available one can be used.
The amount of the solvent to be used is preferably 10 g to 10,000 g per 1 mol of the vinyl ether compound (1).

該加水分解反応の反応温度は、反応条件に拠るが、好ましくは-78~160℃、より好ましくは-50~140℃、さらに好ましくは-30~120℃である。
該加水分解反応の反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常0.5~100時間が好ましい。
The reaction temperature of the hydrolysis reaction is preferably -78 to 160°C, more preferably -50 to 140°C, still more preferably -30 to 120°C, depending on the reaction conditions.
The reaction time of the hydrolysis reaction can be set arbitrarily, but the reaction can be completed by following the reaction using gas chromatography (GC) and/or silica gel thin layer chromatography (TLC). It is preferable from the viewpoint of rate, and usually 0.5 to 100 hours is preferable.

該ビニルエーテル化合物(1)の加水分解においてアルデヒドを生じると、元々は2位の二重結合が、アルデヒドのカルボニル基との共役によって熱力学的により安定となる1位へと容易に異性化し、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)が主成すると考えられる。 When the hydrolysis of the vinyl ether compound (1) produces an aldehyde, the originally double bond at the 2-position readily isomerizes to the 1-position, which is thermodynamically more stable, by conjugation with the carbonyl group of the aldehyde, and 2 , 3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2).

また、該加水分解反応においては、反応の副生成物であるアルコールROHと、原料ビニルエーテル化合物(1)又は生成物である2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)との反応により、望まないアセタール化合物が副生する場合がある。その場合には、該望まないアセタール化合物の副生抑制のため、反応により生じたアルコールROHを、留出等の方法によって、反応系外に除去しながら該加水分解反応を行ってもよい。 In the hydrolysis reaction, the reaction by-product alcohol R 1 OH and the starting vinyl ether compound (1) or the product 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde ( The reaction with 2) may produce an undesired acetal compound as a by-product. In that case, the hydrolysis reaction may be carried out while removing the alcohol R 1 OH produced by the reaction from the reaction system by a method such as distillation in order to suppress the unwanted by-production of the acetal compound. .

該加水分解反応により得られた2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)が、次工程に供するにあたり十分な純度を有している場合には、粗生成物のまま又は、ろ過済みの反応液のまま次の工程に用いてもよい。あるいは、混在する可能性がある二重結合の位置異性体等の不純物の分離除去をしたい場合は、蒸留及び/又は各種クロマトグラフィー等の通常の有機合成における精製方法から適宜選択して精製してもよい。精製を行う場合、工業的経済性の観点から、特に蒸留、例えば減圧蒸留が好ましい。 When 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) obtained by the hydrolysis reaction has sufficient purity for use in the next step, It may be used in the next step as it is or as a filtered reaction solution. Alternatively, if you want to separate and remove impurities such as positional isomers of double bonds that may be mixed, purify by appropriately selecting from purification methods in ordinary organic synthesis such as distillation and / or various chromatography. good too. When purification is carried out, distillation, for example, distillation under reduced pressure is particularly preferred from the viewpoint of industrial economy.

[2]工程A
以下に、下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を得る工程Aについて説明する。該ビニルエーテル化合物(1)は、下記の化学反応式に示されている通り、下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記式(7)で表されるリンイリド化合物(7)とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより得られる。

Figure 2023012305000013
(上記一般式中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を示す。Phはフェニル基を表す。波線は、E体、Z体又はそれらの混合物であることを表す) [2] Step A
The process A for obtaining the vinyl ether compound represented by the following general formula (1) will be described below. The vinyl ether compound (1) comprises 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and the following formula ( It is obtained by subjecting the phosphorus ylide compound (7) represented by 7) to Wittig reaction.
Figure 2023012305000013
(In the general formula above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. Ph represents a phenyl group. A wavy line represents an E form, a Z form or a mixture thereof.)

工程Aの出発物質である2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノン(6)は既知化合物であり、例えば、Bull.Soc.Chim.Fr.,2981(1970)又はJ.Am.Chem.Soc.,113,8062(1991)に記載の方法に従って、1工程で容易に製造可能である。 The starting material for step A, 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone (6), is a known compound and is described, for example, in Bull. Soc. Chim. Fr. , 2981 (1970) or J. Am. Am. Chem. Soc. , 113, 8062 (1991).

次に、リンイリド化合物(7)について以下に説明する。

Figure 2023012305000014
Next, the phosphorus ylide compound (7) will be explained below.
Figure 2023012305000014

一般式(7)におけるRは、上記一般式(1)にて定義した通りである。
該リンイリド化合物(7)の具体例としては、(メトキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(エトキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(プロポキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(ブトキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(デシルオキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(ペンタデシルオキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(イソプロポキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(シクロヘキシルオキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(アリルオキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(フェノキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(ベンジルオキシメチレン)トリフェニルホスホラン、トリフェニル[2-(トリメチルシリル)エトキシメチレン]ホスホラン、[(2-メトキシエトキシ)メチレン]トリフェニルホスホラン、[2-(メチルチオ)エトキシメチレン]トリフェニルホスホラン、[(4-クロロフェノキシ)メチレン]トリフェニルホスホラン及び[(4-メトキシフェノキシ)メチレン]トリフェニルホスホラン等が挙げられ、原料入手及び/又は製造コスト等の観点から、(メトキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(エトキシメチレン)トリフェニルホスホラン、(フェノキシメチレン)トリフェニルホスホラン及び(ベンジルオキシメチレン)トリフェニルホスホラン等が好ましい。
R 1 in general formula (7) is as defined in general formula (1) above.
Specific examples of the phosphorus ylide compound (7) include (methoxymethylene)triphenylphosphorane, (ethoxymethylene)triphenylphosphorane, (propoxymethylene)triphenylphosphorane, (butoxymethylene)triphenylphosphorane, (decyl oxymethylene)triphenylphosphorane, (pentadecyloxymethylene)triphenylphosphorane, (isopropoxymethylene)triphenylphosphorane, (cyclohexyloxymethylene)triphenylphosphorane, (allyloxymethylene)triphenylphosphorane, ( phenoxymethylene)triphenylphosphorane, (benzyloxymethylene)triphenylphosphorane, triphenyl[2-(trimethylsilyl)ethoxymethylene]phosphorane, [(2-methoxyethoxy)methylene]triphenylphosphorane, [2-(methylthio ) ethoxymethylene]triphenylphosphorane, [(4-chlorophenoxy)methylene]triphenylphosphorane and [(4-methoxyphenoxy)methylene]triphenylphosphorane, etc. From the viewpoint, (methoxymethylene)triphenylphosphorane, (ethoxymethylene)triphenylphosphorane, (phenoxymethylene)triphenylphosphorane, (benzyloxymethylene)triphenylphosphorane and the like are preferable.

該リンイリド化合物(7)の製造方法は特に限定されないが、該リンイリド化合物(7)は、例えば、下記の反応式に示される通り、トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)を塩基の存在下で脱ハロゲン化水素反応させることによって得られる。

Figure 2023012305000015
The method for producing the phosphorus ylide compound (7) is not particularly limited. Obtained by hydrogenation reaction.
Figure 2023012305000015

上記一般式中、Rは、上記一般式(1)にて定義した通りである。Xはハロゲン原子を表し、好ましくは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。Phはフェニル基を示す。 In the general formula above, R 1 is as defined in general formula (1) above. X represents a halogen atom, preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Ph represents a phenyl group.

一般式(101)におけるRは、上記一般式(1)で定義した通りである。Xはハロゲン原子であり、好ましくは塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子である。該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)の具体例としては、(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムブロミド、(メトキシメチルトリフェニルホスホニウム)ヨージド、(エトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(ブトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(ペンタデシルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(イソプロポキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(シクロヘキシルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(アリルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(フェノキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(ベンジルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、トリフェニル[2-(トリメチルシリル)エトキシメチレン]ホスホニウムクロリド、[(2-メトキシエトキシ)メチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、[2-(メチルチオ)エトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、[(4-クロロフェノキシ)メチル)トリフェニルホスホニウムクロリド及び[(4-メトキシフェノキシ)メチル)トリフェニルホスホニウムクロリド等が挙げられる。
トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)は、市販のものを用いてもよいし、あるいは、下記一般式(102)で表されるハロゲン化物とトリフェニルホスフィンと(PPh)との4級ホスホニウム化反応により調製してもよい。
R 1 in general formula (101) is as defined in general formula (1) above. X is a halogen atom, preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Specific examples of the triphenylphosphonium halide compound (101) include (methoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (methoxymethyl)triphenylphosphonium bromide, (methoxymethyltriphenylphosphonium)iodide, and (ethoxymethyl)triphenylphosphonium chloride. , (butoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (pentadecyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (isopropoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (cyclohexyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (allyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride , (phenoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (benzyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride, triphenyl[2-(trimethylsilyl)ethoxymethylene]phosphonium chloride, [(2-methoxyethoxy)methyl)triphenylphosphonium chloride, [2 -(methylthio)ethoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, [(4-chlorophenoxy)methyl)triphenylphosphonium chloride and [(4-methoxyphenoxy)methyl)triphenylphosphonium chloride and the like.
A commercially available triphenylphosphonium halide compound (101) may be used, or a quaternary phosphonium reaction of a halide represented by the following general formula (102), triphenylphosphine, and (PPh 3 ) may be prepared by

Figure 2023012305000016
(上記一般式中、R、X及びPhは上記で定義した通りである。)
Figure 2023012305000016
(In the above general formula, R 1 , X and Ph are as defined above.)

ハロゲン化物(102)の具体例としては、クロロメチル=メチル=エーテル、ブロモメチル=メチル=エーテル、ヨードメチル=メチル=エーテル、クロロメチル=エチル=エーテル、ブチル=クロロメチル=エーテル、クロロメチル=ペンタデシル=エーテル、クロロメチル=イソプロピル=エーテル、シクロヘキシル=クロロメチル=エーテル、アリル=クロロメチル=エーテル、クロロメチル=フェニル=エーテル、ベンジル=クロロメチル=エーテル、2-メトキシエトキシメチルクロリド、クロロメチル=2-(トリメチルシリル)エチル=エーテル、クロロメチル=2-(メチルチオ)エトキシメチル=エーテル、クロロメチル=4-クロロフェニル=エーテル及びクロロメチル=4-メトキシフェニル=エーテル等が挙げられる。 Specific examples of halide (102) include chloromethyl=methyl=ether, bromomethyl=methyl=ether, iodomethyl=methyl=ether, chloromethyl=ethyl=ether, butyl=chloromethyl=ether, chloromethyl=pentadecyl=ether. , chloromethyl isopropyl ether, cyclohexyl chloromethyl ether, allyl chloromethyl ether, chloromethyl phenyl ether, benzyl chloromethyl ether, 2-methoxyethoxymethyl chloride, chloromethyl 2-(trimethylsilyl ) ethyl=ether, chloromethyl=2-(methylthio)ethoxymethyl=ether, chloromethyl=4-chlorophenyl=ether and chloromethyl=4-methoxyphenyl=ether and the like.

該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)を調製する際、該反応を加速させるために、金属ハロゲン化物及び/又は四級オニウム塩を添加してもよい。
該金属ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等が挙げられる。
該四級オニウム塩としては、テトラエチルアンモニウム=ブロミド、テトラブチルアンモニウム=ブロミド、テトラブチルホスホニウム=ブロミド、テトラエチルアンモニウム=ヨージド、テトラブチルアンモニウム=ヨージド及びテトラブチルホスホニウム=ヨージド等が挙げられる。
In preparing the triphenylphosphonium halide compound (101), a metal halide and/or a quaternary onium salt may be added to accelerate the reaction.
Examples of the metal halide include lithium iodide, sodium iodide, potassium iodide, lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide and the like.
The quaternary onium salts include tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide, tetraethylammonium iodide, tetrabutylammonium iodide and tetrabutylphosphonium iodide.

また、該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)を調製する際、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム若しくは炭酸水素カリウム等の炭酸水素塩、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム若しくは炭酸カリウム等の炭酸塩、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウム等の水酸化物塩;又は、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、キノリン、ピロリジン、ピペリジン、コリジン、ルチジン若しくはモルホリン等の有機塩基類を加え、塩基性寄りで反応を行ってもよい。 Further, when preparing the triphenylphosphonium halide compound (101), lithium hydrogen carbonate, hydrogen carbonate such as sodium hydrogen carbonate or potassium hydrogen carbonate, carbonate such as lithium carbonate, sodium carbonate or potassium carbonate, lithium hydroxide, Hydroxide salts such as sodium hydroxide or potassium hydroxide; or triethylamine, diisopropylethylamine, tributylamine, N,N-dimethylaniline, N,N-diethylaniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, quinoline, pyrrolidine, Organic bases such as piperidine, collidine, lutidine or morpholine may be added to react on the basic side.

該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)の調製は、溶媒中で行うことが好ましい。
該溶媒としては、例えば、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン及び1,4-ジオキサン等のエーテル類;ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメン等の炭化水素類;塩化メチレン、クロロホルム及びトリクロロエチレン等の塩素系溶剤類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド及びヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類;アセトニトリル及びプロピオニトリル等のニトリル類;酢酸エチル及び酢酸n-ブチル等のエステル類;並びに、メタノール、エタノール及びt-ブチルアルコール等のアルコール類が挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。
該溶媒の使用量としては、ハロゲン化物(102)1モルに対して、好ましくは10g~10,000gである。
Preparation of the triphenylphosphonium halide compound (101) is preferably carried out in a solvent.
Examples of the solvent include ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene; methylene chloride, chloroform and trichlorethylene. Chlorine-based solvents such as; aprotic polar solvents; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate; and alcohols such as methanol, ethanol and t-butyl alcohol. Or they can be mixed and used.
The amount of the solvent to be used is preferably 10 g to 10,000 g per 1 mol of halide (102).

該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)調製の反応温度は、用いる原料に応じて好適な条件を選択できるが、通常、-10℃~180℃、好ましくは0℃~160℃、さらに好ましくは10℃~140℃で行うことが好ましい。
該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)調製の反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常0.5~60時間が好ましい。
Regarding the reaction temperature for preparing the triphenylphosphonium halide compound (101), suitable conditions can be selected depending on the raw materials used, but it is usually -10°C to 180°C, preferably 0°C to 160°C, more preferably 10°C. It is preferred to work at ~140°C.
The reaction time for the preparation of the triphenylphosphonium halide compound (101) can be set arbitrarily. is desirable from the viewpoint of yield, and usually 0.5 to 60 hours is preferred.

該リンイリド化合物(7)の調製に用いる塩基としては、例えば、ナトリウム=メトキシド、ナトリウム=エトキシド、ナトリウム=t-ブトキシド、ナトリウム=t-アミロキシド、リチウム=メトキシド、リチウム=エトキシド、リチウム=t-ブトキシド、リチウム=t-アミロキシド、カリウム=メトキシド、カリウム=エトキシド、カリウム=t-ブトキシド及びカリウム=t-アミロキシド等の金属アルコキシド類;メチルリチウム、エチルリチウム、n-ブチルリチウム、塩化メチルマグネシウム、ナトリウム=アセチリド及びジムシルナトリウム等の有機金属試薬;ナトリウム=アミド、リチウム=アミド、リチウム=ジイソプロピルアミド、リチウム=ヘキサメチルジシラジド、ナトリウム=ヘキサメチルジシラジド、カリウム=ヘキサメチルジシラジド及びリチウム=ジシクロヘキシルアミド等の金属アミド類;並びに、水素化ナトリウム、水素化カリウム及び水素化カルシウム等の金属水素化物類を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよく、基質であるトリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)の種類及び/又は反応性及び/又は反応収率等を考慮して選択できる。また、該塩基は、市販されているものを用いることができる。
Examples of the base used in the preparation of the phosphorus ylide compound (7) include sodium = methoxide, sodium = ethoxide, sodium = t-butoxide, sodium = t-amyloxide, lithium = methoxide, lithium = ethoxide, lithium = t-butoxide, Metal alkoxides such as lithium = t-amyloxide, potassium = methoxide, potassium = ethoxide, potassium = t-butoxide and potassium = t-amyloxide; methyllithium, ethyllithium, n-butyllithium, methylmagnesium chloride, sodium = acetylide and Organometallic reagents such as dimsyl sodium; sodium amide, lithium amide, lithium diisopropylamide, lithium hexamethyldisilazide, sodium hexamethyldisilazide, potassium hexamethyldisilazide and lithium dicyclohexylamide and metal hydrides such as sodium hydride, potassium hydride and calcium hydride.
One type or two or more types of the base may be used as needed, and the type and/or reactivity and/or reaction yield of the triphenylphosphonium halide compound (101) as a substrate are taken into consideration. can be selected. In addition, as the base, a commercially available one can be used.

該リンイリド化合物(7)の調製に用いる塩基の使用量としては、上記トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)1モルに対して、好ましくは0.7モル~5モルである。
該リンイリド化合物(7)の調製に用いる溶媒としては、該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)の調製における溶媒と同じ溶媒を使用することができる。
The amount of the base used in the preparation of the phosphorus ylide compound (7) is preferably 0.7 mol to 5 mol per 1 mol of the triphenylphosphonium halide compound (101).
As the solvent used for preparing the phosphorus ylide compound (7), the same solvent as used for preparing the triphenylphosphonium halide compound (101) can be used.

該リンイリド化合物(7)の調製における反応温度は、好ましくは-78~50℃、より好ましくは-78℃~35℃である。
該リンイリド化合物(7)の調製における反応時間は、5分間~18時間が好ましいが、試薬の安定性を考慮し、5分間~10時間がより好ましい。
The reaction temperature in the preparation of the phosphorus ylide compound (7) is preferably -78°C to 50°C, more preferably -78°C to 35°C.
The reaction time in the preparation of the phosphorus ylide compound (7) is preferably 5 minutes to 18 hours, more preferably 5 minutes to 10 hours considering the stability of the reagent.

次に、工程Aの目的物質であるビニルエーテル化合物(1)については、上記[1]において説明した通りである。 Next, the vinyl ether compound (1), which is the target substance in step A, is as described in the above [1].

上記ウィッティッヒ反応は、溶媒中、2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノン(6)を加えることにより行うことができる。また、該ウィッティッヒ反応は、冷却又は加熱しながら行ってもよい。 The above Wittig reaction can be carried out by adding 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone (6) in a solvent. Also, the Wittig reaction may be performed while cooling or heating.

該ウィッティッヒ反応における2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノン(6)の使用量としては、上記リンイリド化合物(7)の理論量1モルに対して、0.1モル~5モル、好ましくは0.2モル~3モルである。 The amount of 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone (6) used in the Wittig reaction is 0.1 mol to 5 mol per 1 mol of the theoretical phosphorus ylide compound (7). mol, preferably 0.2 mol to 3 mol.

該ウィッティッヒ反応における溶媒としては、上記トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)の調製における溶媒と同じ溶媒を使用することができる。
該ウィッティッヒ反応に使用する溶媒の使用量としては、リンイリド化合物(7)の理論量1モルに対して、好ましくは10g~10,000gである。
As the solvent in the Wittig reaction, the same solvent as in the preparation of the triphenylphosphonium halide compound (101) can be used.
The amount of the solvent used in the Wittig reaction is preferably 10 g to 10,000 g per 1 mol of the theoretical amount of the phosphorus ylide compound (7).

該ウィッティッヒ反応の反応温度は、-78℃~50℃が好ましく、-50℃~35℃がより好ましい。
該ウィッティッヒ反応の反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常0.5~24時間が好ましい。
The reaction temperature of the Wittig reaction is preferably -78°C to 50°C, more preferably -50°C to 35°C.
The reaction time of the Wittig reaction can be set arbitrarily. from the point of view, and usually 0.5 to 24 hours is preferred.

該ウィッティッヒ反応において得られたビニルエーテル化合物(1)が、次工程に供するにあたり十分な純度を有している場合には、粗生成物のまま又は、反応液若しくはろ過済みの反応液のまま次の工程に用いてもよい。あるいは、不純物の分離除去をしたい場合は、蒸留及び/又は各種クロマトグラフィー等の通常の有機合成における精製方法から適宜選択して精製してもよい。精製を行う場合、工業的経済性の観点からは、特に蒸留、例えば減圧蒸留が好ましい。 When the vinyl ether compound (1) obtained in the Wittig reaction has sufficient purity to be subjected to the next step, the following is performed as a crude product, as a reaction solution, or as a filtered reaction solution. You may use it for a process. Alternatively, when it is desired to separate and remove impurities, purification may be performed by appropriately selecting from purification methods in ordinary organic synthesis such as distillation and/or various chromatography. When purification is carried out, distillation, for example, distillation under reduced pressure is particularly preferred from the viewpoint of industrial economy.

なお、該ウィッティッヒ反応において得られるビニルエーテル化合物(1)には、環外二重結合の幾何異性に由来して、E体及びZ体の2種の幾何異性体がある。そのために、該ビニルエーテル化合物(1)は通常2種の混合物として存在するが、該幾何異性体を分離する必要することなしに、該混合物のままで問題なく次工程に用いることができる。 The vinyl ether compound (1) obtained in the Wittig reaction has two geometric isomers, E-isomer and Z-isomer, due to the geometrical isomerism of the exocyclic double bond. Therefore, the vinyl ether compound (1) usually exists as a mixture of two types, but the mixture can be used in the next step as it is without the need to separate the geometric isomers.

[3]工程C
以下に、下記式(3)で表される2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒドを得る工程Cについて説明する。該2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)は、下記の化学反応式に示されている通り、工程Bで得られた2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)を水素添加反応に付すことにより得られる。

Figure 2023012305000017
[3] Process C
Step C for obtaining 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde represented by the following formula (3) will be described below. The 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) is the 2,3,4,4-tetramethyl-1 obtained in Step B, as shown in the chemical reaction scheme below. -obtained by subjecting cyclopentenecarbaldehyde (2) to a hydrogenation reaction.
Figure 2023012305000017

工程Cの出発物質である2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)については、上記[1]において説明した通りである。 2,3,4,4-Tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2), which is the starting material of Step C, is as described in [1] above.

次に、工程Cの目的物質である下記の2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)について、以下に説明する。

Figure 2023012305000018
Next, the following 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3), which is the target substance in Step C, will be described below.
Figure 2023012305000018

2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)には、4種のジアステレオマーが存在し、下記の通りである:(1R,2R,3R)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(以下、(1R,2R,3R)-体ともいう);(1R,2S,3R)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(以下、(1R,2S,3R)-体ともいう);(1R,2S,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(以下、(1R,2S,3S)-体ともいう);並びに、下記式(3”)で表される(1R,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(以下、(1R,2R,3S)-体(3”)ともいう)。該(1R,2R,3S)-体(3”)は、OMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する。

Figure 2023012305000019
(上記式(3)中、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表す。) 2,3,4,4-Tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) exists in four diastereomers, as follows: (1R * ,2R * ,3R * )-2,3 ,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (hereinafter also referred to as (1R * ,2R * ,3R * )-body); (1R * ,2S * ,3R * )-2,3,4,4-tetra methylcyclopentanecarbaldehyde (hereinafter also referred to as (1R * ,2S * ,3R * )-body); (1R * ,2S * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde ( hereinafter also referred to as (1R * ,2S * ,3S * )-body); and (1R * ,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetra Methylcyclopentanecarbaldehyde (hereinafter also referred to as (1R * ,2R * ,3S * )-form (3″)). The (1R * ,2R * ,3S * )-body (3″) has the same relative configuration as the OMB sex pheromone.
Figure 2023012305000019
(In formula (3) above, bold bonds and hashed bonds represent relative configurations.)

上記水素添加反応は、該2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)に、水素添加触媒と必要に応じて溶媒とを加え、水素を作用させることにより行うことができる。また、該水素添加反応は、冷却又は加熱しながら行ってもよい。 The above hydrogenation reaction can be carried out by adding a hydrogenation catalyst and, if necessary, a solvent to the 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) and reacting with hydrogen. can. Also, the hydrogenation reaction may be carried out while cooling or heating.

該水素添加触媒としては、例えば、コバルト、ニッケル、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、オスミウム、白金、イリジウム、銅及び鉄等の金属(金属触媒とも云う)並びにこれら金属を含む金属酸化物(金属酸化物触媒とも云う);水酸化パラジウム、水酸化ロジウムなどの金属水酸化物;塩化パラジウム、塩化ルテニウム及び塩化ロジウム等の金属ハロゲン化物;並びに、塩化白金酸及びクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等の錯体化合物等が挙げられる。
また、該水素添加触媒としては、上記に例示した金属触媒又は金属酸化物触媒が担体に担持されていてもよく、その場合の担体としては、カーボン、アルミナ、ゼオライト及びシリカゲル等が挙げられ、該担体としてカーボンが好ましく、該担体がカーボンである場合の具体例はロジウム=カーボン、パラジウム=カーボン、ルテニウム=カーボン、白金=カーボン及び水酸化パラジウム=カーボンが挙げられる。特に好ましくは、ロジウム=カーボン、パラジウム=カーボン及び水酸化パラジウム=カーボンである。
該水素添加触媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該水素添加触媒は、市販されているものを用いることができる。
The hydrogenation catalyst includes, for example, metals such as cobalt, nickel, rhodium, palladium, ruthenium, osmium, platinum, iridium, copper and iron (also referred to as metal catalysts), and metal oxides containing these metals (metal oxide catalysts metal hydroxides such as palladium hydroxide and rhodium hydroxide; metal halides such as palladium chloride, ruthenium chloride and rhodium chloride; and complex compounds such as chloroplatinic acid and chlorotris(triphenylphosphine) rhodium. is mentioned.
As the hydrogenation catalyst, the above-exemplified metal catalyst or metal oxide catalyst may be supported on a carrier. Examples of the carrier in that case include carbon, alumina, zeolite and silica gel. Carbon is preferred as the carrier, and specific examples of carbon as the carrier include rhodium on carbon, palladium on carbon, ruthenium on carbon, platinum on carbon and palladium hydroxide on carbon. Particularly preferred are rhodium on carbon, palladium on carbon and palladium hydroxide on carbon.
The hydrogenation catalyst may be used alone or in combination of two or more. In addition, a commercially available one can be used as the hydrogenation catalyst.

該水素添加触媒の使用量としては、実用上十分な反応速度が得られれば任意に設定できるが、経済性の観点からはなるべく少量が好ましく、該2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)1モルに対して、好ましくは0.00001~10モル、より好ましくは0.00001~1モル、さらに好ましくは0.00001~0.5モルである。 The amount of the hydrogenation catalyst used can be set arbitrarily as long as a practically sufficient reaction rate can be obtained, but from the viewpoint of economy, it is preferably as small as possible, and the 2,3,4,4-tetramethyl-1 It is preferably 0.00001 to 10 mol, more preferably 0.00001 to 1 mol, still more preferably 0.00001 to 0.5 mol, per 1 mol of -cyclopentenecarbaldehyde (2).

該水素添加反応における溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、t-ブチルアルコール、ベンジルアルコール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、ジエチレングリコール=モノメチル=エーテル及びトリエチレングリコール=モノメチル=エーテル等のアルコール類;ジエチル=エーテル、ジ-n-ブチル=エーテル、テトラヒドロフラン及び1,4-ジオキサン等のエーテル類;ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメン等の炭化水素類;N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)、ジメチル=スルホキシド(DMSO)及びヘキサメチルホスホリック=トリアミド(HMPA)等の非プロトン性極性溶媒類;アセトニトリル及びプロピオニトリル等のニトリル類;ギ酸、酢酸及びトリフルオロ酢酸等のカルボン酸類;並びに水を挙げることができる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
Examples of solvents in the hydrogenation reaction include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, t-butyl alcohol, benzyl alcohol, methoxyethanol, ethoxyethanol, diethylene glycol=monomethyl=ether and triethylene glycol=monomethyl=ether; Ethers such as diethyl ether, di-n-butyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene; N,N-dimethylformamide (DMF) , 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), dimethyl sulfoxide (DMSO) and hexamethylphosphoric triamide (HMPA); nitriles such as acetonitrile and propionitrile; carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and trifluoroacetic acid; and water.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. Also, as the solvent, a commercially available one can be used.

該溶媒の使用量としては、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~100,000質量部、更に好ましくは0.1質量部~10,000質量部である。 The amount of the solvent used is preferably 0.01 parts by mass to 100,000 parts by mass, more preferably 100 parts by mass of 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2). is 0.1 to 10,000 parts by mass.

該水素添加反応における水素圧は、常圧~5MPaが好ましい。
該水素添加反応の反応温度は、実用上十分な反応速度が得られれば任意に設定できるが、好ましくは-20℃~150℃、より好ましくは0℃~100℃である。
該水素添加反応の反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又は薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常5分間~240時間が好ましい。
The hydrogen pressure in the hydrogenation reaction is preferably normal pressure to 5 MPa.
The reaction temperature of the hydrogenation reaction can be set arbitrarily as long as a practically sufficient reaction rate is obtained, but it is preferably -20°C to 150°C, more preferably 0°C to 100°C.
The reaction time of the hydrogenation reaction can be set arbitrarily. from the point of view, and usually 5 minutes to 240 hours.

該水素添加反応得られた2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)が、次工程に供するにあたり十分な純度を有している場合には、粗生成物のまま又は、反応液若しくはろ過済みの反応液のまま次工程に用いてもよい。あるいは、不純物の分離除去をしたい場合は、蒸留及び/又は各種クロマトグラフィー等の通常の有機合成における精製方法から適宜選択して精製してもよい。精製を行う場合、工業的経済性の観点から、特に蒸留、例えば減圧蒸留が好ましい。 When the 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) obtained by the hydrogenation reaction has sufficient purity for use in the next step, it is used as a crude product, or The reaction solution or the filtered reaction solution may be directly used in the next step. Alternatively, when it is desired to separate and remove impurities, purification may be performed by appropriately selecting from purification methods in ordinary organic synthesis such as distillation and/or various chromatography. When purification is carried out, distillation, for example, distillation under reduced pressure is particularly preferred from the viewpoint of industrial economy.

なお、OMB性フェロモンのラセミ体(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)を製造する場合においては、下記式に示す、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)における2位と3位のジメチル基がシス(cis)配置である、下記の式(3’)で表される(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)(以下、(1RS,2R,3S)-体(3’)ともいう)と、2位と3位のジメチル基がトランス(trans)配置である、(1RS,2S,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)(以下、(1RS,2S,3S)-体ともいう)のうち、(1RS,2R,3S)-体(3’)が好ましい。

Figure 2023012305000020
In the case of producing racemic OMB pheromone (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A'), it is represented by the following formula. , 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) is represented by the following formula (3′), in which the dimethyl groups at the 2- and 3-positions are cis-configured (1RS, 2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) (hereinafter also referred to as (1RS,2R * ,3S * )-form (3′)) and 2-position (1RS,2S * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) (hereinafter, (1RS,2S * ,3S * )-form), (1RS,2R * ,3S * )-form (3') is preferred.
Figure 2023012305000020

該(1RS,2R,3S)-体(3’)を優先的に製造するためには、上記水素添加触媒として、ロジウム、パラジウム等の金属若しくはこれら金属を含む金属酸化物、又はこれら金属触媒若しくは金属酸化触媒を、カーボン、アルミナ、ゼオライト若しくはシリカゲル等の担体に担持した触媒を用いることが好ましく、カーボンが特に好ましく、具体的にはロジウム=カーボン、パラジウム=カーボン及び水酸化パラジウム=カーボンを用いることがさらに特に好ましい。一般に、これらの水素添加触媒を用いた水素添加反応では、基質分子の立体的に空いている面から水素原子が付加しやすいため、該水素添加反応においては、下記の化学反応式に示される通り、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)のより空いた面、すなわち3位メチル基の反対側の面から優先的に水素が付加し、望む2,3-シス配置が選択的に得られると考えられる。なお、工程Cで得られた(1RS,2R,3S)-体(3’)の2,3-ジメチル基の相対立体配置は、次工程以降も最終物まで保持されるため、工程Cでの立体選択性を高めることが、目的物のジアステレオマー比を向上する上で非常に重要である。

Figure 2023012305000021
In order to preferentially produce the (1RS,2R * ,3S * )-body (3'), the hydrogenation catalyst is a metal such as rhodium or palladium, a metal oxide containing these metals, or a metal oxide containing these metals. A catalyst or a metal oxidation catalyst supported on a carrier such as carbon, alumina, zeolite, or silica gel is preferably used, and carbon is particularly preferred. Specifically, rhodium = carbon, palladium = carbon, and palladium hydroxide = carbon. It is even more particularly preferred to use In general, in the hydrogenation reaction using these hydrogenation catalysts, hydrogen atoms are easily added from the sterically vacant surface of the substrate molecule. , 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) is hydrogenated preferentially from the more open face, ie, the face opposite the 3-methyl group, to give the desired 2,3- It is believed that the cis configuration is preferentially obtained. In addition, since the relative configuration of the 2,3-dimethyl group of the (1RS,2R * ,3S * )-body (3′) obtained in step C is maintained until the final product in the subsequent steps, step C It is very important to improve the diastereomeric ratio of the target product to increase the stereoselectivity at .
Figure 2023012305000021

[4]工程D
以下に、下記一般式(5)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物を得る工程Dについて説明する。該(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)は、下記の化学反応式に示されている通り、工程Cにより得られた2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)を、還元剤との還元反応に付すことにより、下記式(4)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノールを得て、そして次に、該得られた(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)をエステル化反応に付すことにより得られる。

Figure 2023012305000022
[4] Process D
Step D for obtaining a (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound represented by the following general formula (5) will be described below. The (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) is the 2,3,4,4- (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol represented by the following formula (4) is obtained by subjecting tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) to a reduction reaction with a reducing agent, and Next, the obtained (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4) is subjected to an esterification reaction to obtain.
Figure 2023012305000022

工程Dの出発物質である2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)については、上記[3]において説明した通りである。 2,3,4,4-Tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3), which is the starting material for Step D, is as described in [3] above.

工程Dの中間物質である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノールは下記式(4)により表される。

Figure 2023012305000023
(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol, which is an intermediate in step D, is represented by the following formula (4).
Figure 2023012305000023

(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)には、4種のジアステレオマーが存在し、下記の通りである:(1R,2R,3R)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(以下、(1R,2R,3R)-体ともいう);(1R,2S,3R)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(以下、(1R,2S,3R)-体ともいう);(1R,2S,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(以下、(1R,2S,3S)-体ともいう);並びに、下記式(4’)で表される(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)(以下、(1R,2R,3S)-体(4’)ともいう)。該(1R,2R,3S)-体(4’)は、OMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する。

Figure 2023012305000024
(上記式(4)中、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表す。) (2,3,4,4-Tetramethylcyclopentyl)methanol (4) exists in four diastereomers, as follows: (1R * , 2R * , 3R * )-(2, 3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (hereinafter also referred to as (1R * ,2R * ,3R * )-body); (1R * ,2S * ,3R * )-(2,3,4,4- Tetramethylcyclopentyl)methanol (hereinafter also referred to as (1R * ,2S * ,3R * )-body); (1R * ,2S * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol ( hereinafter also referred to as (1R * , 2S * , 3S * )-body); and (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-) represented by the following formula (4′) Tetramethylcyclopentyl)methanol (4') (hereinafter also referred to as (1R * ,2R * ,3S * )-isomer (4')). The (1R * ,2R * ,3S * )-body (4') has the same relative configuration as the OMB pheromone.
Figure 2023012305000024
(In formula (4) above, bold bonds and hashed bonds represent relative configurations.)

(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)としては、OMB性フェロモンのラセミ体(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)の製造の観点から、すなわち、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのジアステレオマー比(dr)が50%以上であるようにするために、下記式(4’)で表される(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノールが好ましい。

Figure 2023012305000025
As the (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4), racemic OMB pheromone (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl) Diastereomeric ratio (dr) of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate from the point of view of the production of methyl acetate (5A′) is 50% or more, (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol represented by the following formula (4') is preferred.
Figure 2023012305000025

工程Dの目的物質である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)は下記一般式(5)により表される。

Figure 2023012305000026
(上記一般式(5)中、Rは水素原子又は炭素数1~15の一価の炭化水素基を表す。) The (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5), which is the target substance in step D, is represented by the following general formula (5).
Figure 2023012305000026
(In general formula (5) above, R 2 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.)

該2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の具体例としては、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=フォルメート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=プロピオネート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=ブチレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=ペンタノエート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=イソブチレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=イソバレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=チグレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=セネシオエート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アクリレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=メタクリレート及び(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=2-アセトキシ-3-メチルブタノエート等が挙げられる。 Specific examples of the 2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) include (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl formate, (2,3,4 ,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl propionate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl butyrate, (2,3, 4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl pentanoate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl isobutyrate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl isovalate, (2,3 ,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl 3-methyl-3-butenoate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl tiglate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl = senecioate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acrylate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl methacrylate and (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl) ) methyl 2-acetoxy-3-methylbutanoate and the like.

(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の中でも、上記一般式(5)中のRがメチル基であり、かつ下記一般式(5A)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートが、重要害虫であるOMBの性フェロモンと同じ平面構造であることから、産業上の利用価値が高い。

Figure 2023012305000027
(上式中、Acはアセチル基を示す。) Among the (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compounds (5), R 2 in the above general formula (5) is a methyl group and is represented by the following general formula (5A) Since (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate has the same planar structure as the sex pheromone of OMB, which is a major pest, it has a high industrial utility value.
Figure 2023012305000027
(In the above formula, Ac represents an acetyl group.)

ここで、OMB性フェロモンの平面構造式により表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)には、4種のジアステレオマーが存在し、具体的には下記の通りである:(1R,2R,3R)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(以下、(1R,2R,3R)-体ともいう);(1R,2S,3R)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(以下、(1R,2S,3R)-体ともいう);(1R,2S,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(以下、(1R,2S,3S)-体ともいう);並びに、下記式(5A’)で表される(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(以下、(1R,2R,3S)-体(5A’)ともいう)。該(1R,2R,3S)-体(5A’)は、OMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する。

Figure 2023012305000028
(上記式(5A)中、Acはアセチル基を示す。(R)、(S)、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表す。) Here, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A) represented by the planar structural formula of the OMB pheromone has four diastereomers. (1R * ,2R * ,3R * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (hereinafter also referred to as (1R * ,2R * ,3R * )-body) (1R * ,2S * ,3R * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (hereinafter also referred to as (1R * ,2S * ,3R * )-body);(1R * , 2S * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (hereinafter also referred to as (1R * ,2S * ,3S * )-body); Represented (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (hereinafter, (1R * ,2R * ,3S * )-body (5A') say). The (1R * ,2R * ,3S * )-body (5A') has the same relative configuration as the OMB sex pheromone.
Figure 2023012305000028
(In formula (5A) above, Ac represents an acetyl group. (R * ), (S * ), bold bonds and hashed bonds represent relative configurations.)

(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)の中でも、相対立体配置が(1R,2R,3S)である(1R,2R,3S)-体(5A’)は、OMB性フェロモンのラセミ体であり、前述の通りOMBのオスの誘引活性がすでに確認されていることから、産業上の利用価値が非常に高い。
なお、上記OMB性フェロモンのラセミ体とは、OMB性フェロモンである下記(1S,2S,3R)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(1S,2S,3R)-(5A’)と、その鏡像体(enantiomer)である(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(1R,2R,3S)-(5A’)との1:1混合物を意味する。

Figure 2023012305000029
(上式中の(R)、(S)、太線ウェッジ結合(bold wedged bond)及びハッシュウェッジ結合(hashed wedge bond)は絶対立体配置を表す。) Among (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl=acetate (5A), the (1R * ,2R * ,3S * )-form whose relative configuration is (1R * ,2R * ,3S * ) (5A') is a racemic form of OMB sex pheromone, and since it has already been confirmed to have OMB male attracting activity as described above, it has a very high industrial utility value.
The racemic form of the OMB pheromone is the following (1S,2S,3R)-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl=acetate (1S,2S,3R)- (5A′) and its enantiomer (1R,2R,3S)-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (1R,2R,3S)-(5A′) means a 1:1 mixture with
Figure 2023012305000029
((R), (S), bold wedged bond and hashed wedge bond in the above formula represent absolute configuration.)

ここで、非立体選択的に合成した場合、得られた合成物における、天然のOMB性フェロモンと同じ(1R,2R,3S)-体(5A’)のジアステレオマー比の期待値は25%dr程度となってしまう。実際に非立体選択的合成を報告した非特許文献1では、(1R,2R,3S)-体(5A’)のジアステレオマー比は20%dr未満である。(1R,2R,3S)-体(5A’)以外の80%以上を占める3種のジアステレオマーにはOMBに対する活性はなく、多量の不活性成分の混在が実用上なんらかの悪影響を及ぼす可能性が懸念される。また、同じ量の活性成分を製造する場合、例えばジアステレオマー比が半分になると総製造量は倍必要であり、工業的経済性の面からもジアステレオマー比が高い方が有利である。
そこで、上記OMB防除への利用における優位性から、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)は、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)が好ましく、さらには、上記の(1R,2R,3S)-体(5A’)のジアステレオマー比(dr)が50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらにより好ましい。
Here, in the case of non-stereoselective synthesis, the expected value of the diastereomer ratio of the same (1R * ,2R * ,3S * )-isomer (5A') as the natural OMB pheromone in the resulting synthetic product becomes about 25% dr. In Non-Patent Document 1, which actually reports non-stereoselective synthesis, the diastereomer ratio of (1R * ,2R * ,3S * )-isomer (5A') is less than 20% dr. The three diastereomers other than the (1R * ,2R * ,3S * )-body (5A'), which account for 80% or more, have no activity against OMB, and the presence of a large amount of inactive components has some adverse effect in practice. There are concerns about the possibility of In addition, when the same amount of active ingredient is produced, for example, if the diastereomer ratio is halved, the total production amount is doubled, and a higher diastereomer ratio is more advantageous from the standpoint of industrial economy.
Therefore, 2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) is (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl= Acetate (5A) is preferred, and the diastereomer ratio (dr) of the (1R * ,2R * ,3S * )-isomer (5A') is preferably 50% or more, and 60% or more. more preferably 70% or more.

上記還元工程では、下記の化学反応式に示されている通り、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)が、基質である2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)を、還元剤と還元反応に付すことにより得られる。

Figure 2023012305000030
In the reduction step, as shown in the chemical reaction formula below, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4) is converted to 2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl as a substrate. Obtained by subjecting pentanecarbaldehyde (3) to a reduction reaction with a reducing agent.
Figure 2023012305000030

該還元反応には、公知のアルデヒドからアルコールへの還元反応を適用することができる。該還元反応は、通常溶媒中、必要に応じて冷却又は加熱しながら上記基質を還元剤と反応させる。 A known reduction reaction from aldehyde to alcohol can be applied to the reduction reaction. The reduction reaction is usually carried out by reacting the substrate with a reducing agent in a solvent while cooling or heating as necessary.

該還元反応における還元剤(reducing agent)としては、例えば、水素;ボラン、アルキルボラン、ジアルキルボラン及びビス(3-メチル-2-ブチル)ボラン等のホウ素化合物;ジアルキルシラン、トリアルキルシラン、水素化モノアルキルアルミニウム及び水素化ジアルキルアルミニウム等の金属水素化物類;水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化アルミニウムナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化トリメトキシホウ素ナトリウム、水素化トリメトキシアルミニウムリチウム、水素化ジエトキシアルミニウムリチウム、水素化トリ(tert-ブトキシ)アルミニウムリチウム、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム及び水素化トリエチルホウ素リチウム等の錯水素化塩類(complex hydride);並びにそれらのアルコキシ又はアルキル誘導体が挙げられるが、反応条件及び/又は後処理の容易さ及び/又は生成物の単離の容易さ等の点で水素又は錯水素化塩類を使用することが好ましい。
該還元反応の還元剤に水素を用いる場合は、前述した工程Cの水素添加反応と同様に行うことができる。
Examples of the reducing agent in the reduction reaction include hydrogen; boron compounds such as borane, alkylborane, dialkylborane and bis(3-methyl-2-butyl)borane; dialkylsilane, trialkylsilane, hydrogenation Metal hydrides such as monoalkylaluminum and dialkylaluminum hydride; sodium borohydride, lithium borohydride, potassium borohydride, calcium borohydride, sodium aluminum hydride, lithium aluminum hydride, trimethoxyborohydride Complex hydride salts such as sodium, lithium trimethoxyaluminum hydride, lithium diethoxyaluminum hydride, lithium tri(tert-butoxy)aluminum hydride, sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminum hydride and lithium triethylborohydride (complex hydride); and alkoxy or alkyl derivatives thereof, but using hydrogen or complex hydride salts for reasons such as ease of reaction conditions and/or workup and/or ease of product isolation. preferably.
When hydrogen is used as the reducing agent for the reduction reaction, the reaction can be carried out in the same manner as in the hydrogenation reaction of step C described above.

以下、該還元反応に水素以外の還元剤を用いる場合について詳述する。
該還元反応における還元剤の使用量は、使用する還元剤及び/又は反応条件等によって異なるが、一般的には基質である2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)1モルに対して、好ましくは0.1モルから大過剰量(2モル~500モル)、より好ましくは0.2モルから8.0モルである。
The case where a reducing agent other than hydrogen is used for the reduction reaction will be described in detail below.
The amount of the reducing agent used in the reduction reaction varies depending on the reducing agent used and/or the reaction conditions, etc., but generally the substrate 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3)1 It is preferably 0.1 mol to a large excess amount (2 mol to 500 mol), more preferably 0.2 mol to 8.0 mol, per mol.

該還元反応における溶媒としては、例えば、水;ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメン等の炭化水素類;ジエチル=エーテル、ジ-n-ブチル=エーテル、ジエチレングリコール=ジエチル=エーテル、ジエチレングリコール=ジメチル=エーテル、テトラヒドロフラン及び1,4-ジオキサン等のエーテル類;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、エチレングリコール=モノメチル=エーテル及びジエチレングリコール=モノメチル=エーテル等のアルコール類;アセトニトリル等のニトリル類;アセトン及び2-ブタノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類;並びに、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチル=スルホキシド及びヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該還元反応における溶媒としては、用いられる還元剤の種類によって適切なものを選択して用いることができる。例えば、還元剤と溶媒の好ましい組み合わせとしては、還元剤として水素化ホウ素リチウムを用いる場合には、エーテル類;エーテル類とアルコール類との混合溶媒;及び、エーテル類と炭化水素類との混合溶媒等が挙げられ、還元剤として水素化アルミニウムリチウムを用いる場合には、エーテル類;及び、エーテル類と炭化水素類との混合溶媒等が挙げられ、還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを用いる場合には、アルコール類;エーテル類と水との混合溶媒;炭化水素類と水との混合溶媒;及び、エーテル類とアルコール類との混合溶媒等が挙げられる。
Solvents in the reduction reaction include, for example, water; hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene; diethyl=ether, di-n-butyl=ether, diethylene glycol=diethyl=ether, diethylene glycol=dimethyl = ethers such as ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, ethylene glycol = monomethyl = ether and diethylene glycol = monomethyl = ether; nitriles such as acetonitrile; ketones such as acetone and 2-butanone; esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate; and aprotic polar solvents such as N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and hexamethylphosphoric triamide. mentioned.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. Also, as the solvent, a commercially available one can be used.
As the solvent in the reduction reaction, an appropriate one can be selected and used depending on the type of reducing agent used. For example, preferred combinations of a reducing agent and a solvent include ethers; mixed solvents of ethers and alcohols; and mixed solvents of ethers and hydrocarbons when lithium borohydride is used as the reducing agent. and the like, and when lithium aluminum hydride is used as the reducing agent, ethers; , alcohols; mixed solvents of ethers and water; mixed solvents of hydrocarbons and water; and mixed solvents of ethers and alcohols.

該還元反応における溶媒の使用量としては、基質である2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~100,000質量部、更に好ましくは0.1質量部~10,000質量部である。 The amount of the solvent used in the reduction reaction is preferably 0.01 parts by mass to 100,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the substrate 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3). parts, more preferably 0.1 to 10,000 parts by mass.

該還元反応における反応温度は、用いる試薬及び/又は溶媒により異なるが、例えば、還元剤としてテトラヒドロフラン中で水素化アルミニウムリチウムを用いる場合は、反応温度は好ましくは-78℃~50℃、より好ましくは-70℃~20℃である。
該還元反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常0.5~100時間が好ましい。
The reaction temperature in the reduction reaction varies depending on the reagent and/or solvent used. -70°C to 20°C.
The reaction time in the reduction reaction can be set arbitrarily. from the point of view, and usually 0.5 to 100 hours is preferred.

次に、上記エステル化工程では、下記の化学反応式に示されている通り、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)が、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)をエステル化反応に付すことにより得られる。以下、反応基質である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)を、反応基質のアルコール(4)という。

Figure 2023012305000031
Next, in the esterification step, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) is converted into (2,3,4 ,4-Tetramethylcyclopentyl)methanol (4) is subjected to an esterification reaction. The reaction substrate (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4) is hereinafter referred to as the reaction substrate alcohol (4).
Figure 2023012305000031

該エステル化工程は、公知のエステルの製造方法、例えば、(i)アシル化剤との反応、(ii)カルボン酸との反応、(iii)エステル交換反応及び(iv)基質のアルコール化合物(4)をアルキル化剤に変換し、その後にカルボン酸と反応させる方法を適用できる。 The esterification step includes known methods for producing esters, such as (i) reaction with an acylating agent, (ii) reaction with a carboxylic acid, (iii) transesterification reaction and (iv) substrate alcohol compound (4 ) into an alkylating agent, followed by reaction with a carboxylic acid.

(i)アシル化剤との反応
該アシル化剤との反応は、反応基質のアルコール(4)を、アシル化剤と塩基又は酸とを、順次又はその逆で又は同時に反応させることによって行われる。
(i) Reaction with an acylating agent The reaction with the acylating agent is carried out by reacting the reaction substrate alcohol (4) with the acylating agent and a base or an acid, sequentially or vice versa, or simultaneously. .

該アシル化剤との反応は、溶媒中又は無溶媒で行われてよい。
該アシル化剤との反応に用いる溶媒としては、例えば、塩化メチレン、クロロホルム及びトリクロロエチレン等の塩素系溶剤類;へキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメン等の炭化水素類;ジエチル=エーテル、ジ-n-ブチル=エーテル、ジエチレングリコール=ジエチル=エーテル、ジエチレングリコール=ジメチル=エーテル、テトラヒドロフラン及び1,4-ジオキサン等のエーテル類;アセトニトリル等のニトリル類;アセトン及び2-ブタノン等のケトン類;酢酸エチル及び酢酸n-ブチル等のエステル類;並びに、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチル=スルホキシド及びヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
The reaction with the acylating agent may be carried out in solvent or without solvent.
Solvents used for the reaction with the acylating agent include, for example, chlorinated solvents such as methylene chloride, chloroform and trichlorethylene; hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene; Ethers such as di-n-butyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; nitriles such as acetonitrile; ketones such as acetone and 2-butanone; ethyl acetate and esters such as n-butyl acetate; and aprotic polar solvents such as N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and hexamethylphosphoric triamide.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. Also, as the solvent, a commercially available one can be used.

該アシル化剤としては、例えば、カルボン酸クロリド、カルボン酸ブロミド、カルボン酸無水物、カルボン酸トリフルオロ酢酸混合酸無水物、カルボン酸メタンスルホン酸混合酸無水物、カルボン酸トリフルオロメタンスルホン酸混合酸無水物、カルボン酸ベンゼンスルホン酸混合酸無水物、カルボン酸p-トルエンスルホン酸混合酸無水物及びカルボン酸p-ニトロフェニル等が挙げられる。
アシル化剤の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.8モル~500モル、好ましくは0.8モル~50モル、より好ましくは0.8モル~5モルである。
Examples of the acylating agent include carboxylic acid chloride, carboxylic acid bromide, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid trifluoroacetic acid mixed acid anhydride, carboxylic acid methanesulfonic acid mixed acid anhydride, carboxylic acid trifluoromethanesulfonic acid mixed acid Anhydrides, carboxylic acid benzenesulfonic acid mixed acid anhydride, carboxylic acid p-toluenesulfonic acid mixed acid anhydride, carboxylic acid p-nitrophenyl acid anhydride, and the like.
The amount of the acylating agent to be used is 0.8 mol to 500 mol, preferably 0.8 mol to 50 mol, more preferably 0.8 mol to 5 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. is.

該塩基類としては、好ましくはトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン及び4-ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。 The bases preferably include triethylamine, diisopropylethylamine, N,N-dimethylaniline, pyridine and 4-dimethylaminopyridine.

酸無水物等のアシル化剤を用いる反応では、上記塩基類の代わりに酸触媒下で反応を行うことができる。
該酸触媒としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸及び硝酸等の無機酸類;シュウ酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びp-トルエンスルホン酸等の有機酸類;並びに、三塩化アルミニウム、アルミニウム=エトキシド、アルミニウム=イソプロポキシド、酸化アルミニウム、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、四塩化錫、四臭化錫、二塩化ジブチル錫、ジブチル錫=ジメトキシド、ジブチル錫=オキシド、四塩化チタン、四臭化チタン、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)=エトキシド、チタン(IV)=イソプロポキシド及び酸化チタン(IV)等のルイス酸(Lewis acid)類が挙げられる。
該塩基類又は該酸触媒の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.0001モル~500モル、好ましくは0.001モル~50モル、より好ましくは0.01モル~5モルである。
In the reaction using an acylating agent such as an acid anhydride, the reaction can be carried out under an acid catalyst instead of the above bases.
Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid and nitric acid; organic acids such as oxalic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid; aluminum trichloride, aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, aluminum oxide, boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, zinc chloride, zinc bromide, iodine Zinc chloride, tin tetrachloride, tin tetrabromide, dibutyltin dichloride, dibutyltin = dimethoxide, dibutyltin = oxide, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, titanium (IV) methoxide, titanium (IV) = ethoxide, titanium (IV) = Lewis acids such as isopropoxide and titanium (IV) oxide.
The amount of the base or the acid catalyst to be used is 0.0001 mol to 500 mol, preferably 0.001 mol to 50 mol, more preferably 0.01 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. mol to 5 mol.

該アシル化剤との反応における反応温度は、用いるアシル化剤の種類及び/又は反応条件により適切な反応温度を選択できるが、一般的には-50℃~溶媒の沸点が好ましく、-20℃~100℃が更に好ましい。
該アシル化剤との反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常0.5~100時間が好ましい。
As for the reaction temperature in the reaction with the acylating agent, an appropriate reaction temperature can be selected depending on the type of acylating agent used and/or the reaction conditions. ~100°C is more preferred.
The reaction time in the reaction with the acylating agent can be set arbitrarily, but the reaction is followed by gas chromatography (GC) and/or silica gel thin layer chromatography (TLC) or the like to complete the reaction. is desirable from the viewpoint of yield, and usually 0.5 to 100 hours is preferred.

(ii)カルボン酸との反応
該カルボン酸との反応は、反応基質のアルコール(4)とカルボン酸との脱水縮合反応であり、一般的に酸の存在下で行われる。
該カルボン酸は、一般式RCOOHで示される。
上記式中、Rは、水素原子又は炭素数1~15、好ましくは1~6の一価の炭化水素基である。
の一価の炭化水素基として、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、ヘキシル基及びペンタデシル基などの直鎖状飽和炭化水素基;イソプロピル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基及びイソヘキシル基などの分枝状飽和炭化水素基;ビニル基、アリル基、2-メチルアリル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、1-メチル-1-プロペニル基及び2-メチル-1-プロペニル基などの鎖状アルケニル基が挙げられる。また、これらの炭化水素基の水素原子の一部が炭素数1~6のアシル基で置換されていてもよく、具体的には1-アセトキシ-2-メチルプロピル基が挙げられる。該カルボン酸としてより具体的には、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘプタン酸、ヘキサデカン酸、イソ酪酸、イソ吉相酸、ピバリン酸、メチルヘプタン酸、アクリル酸、ビニル酢酸、プロペニル酢酸、クロトン酸、メタクリル酸、チグリン酸、セネシオ酸及び2-アセトキシ-3-メチルブタン酸が挙げられる。
(ii) Reaction with Carboxylic Acid The reaction with carboxylic acid is a dehydration condensation reaction between alcohol (4) as a reaction substrate and carboxylic acid, and is generally carried out in the presence of an acid.
The carboxylic acid is represented by the general formula R2COOH .
In the above formula, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms.
Linear saturated hydrocarbon groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, hexyl group and pentadecyl group as monovalent hydrocarbon groups for R 2 ; isopropyl group, s-butyl group and isobutyl group , t-butyl and isohexyl branched saturated hydrocarbon groups; vinyl, allyl, 2-methylallyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-methyl-1-propenyl and 2-methyl A chain alkenyl group such as -1-propenyl group can be mentioned. Also, some of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups may be substituted with acyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples include 1-acetoxy-2-methylpropyl groups. More specifically, the carboxylic acid includes formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, heptanoic acid, hexadecanoic acid, isobutyric acid, isovaleric acid, pivalic acid, methylheptanoic acid, acrylic acid, vinylacetic acid, and propenylacetic acid. , crotonic acid, methacrylic acid, tiglic acid, senecioic acid and 2-acetoxy-3-methylbutanoic acid.

カルボン酸の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.8モル~500モル、好ましくは0.8モル~50モル、より好ましくは0.8モル~5モルである。
カルボン酸との反応に用いる酸触媒の例としては、上記の(i)アシル化剤との反応と同様のものを挙げることができる。
酸触媒の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.0001モル~100モル、好ましくは0.001モル~1モル、より好ましくは0.01モル~0.5モルの触媒量である。反応基質のアルコール(4)とカルボン酸との反応に用いる溶媒としては、上記アシル化剤との反応と同様のものが挙げられる。
The amount of carboxylic acid to be used is 0.8 mol to 500 mol, preferably 0.8 mol to 50 mol, more preferably 0.8 mol to 5 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. be.
Examples of the acid catalyst used for the reaction with the carboxylic acid include those similar to those for the reaction with the above (i) acylating agent.
The amount of the acid catalyst to be used is 0.0001 mol to 100 mol, preferably 0.001 mol to 1 mol, more preferably 0.01 mol to 0.5 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. It is a catalytic amount in moles. Examples of the solvent used for the reaction between the reaction substrate alcohol (4) and the carboxylic acid include those used for the reaction with the acylating agent.

カルボン酸との反応における反応温度は、カルボン酸の種類及び/又は反応条件により適切な反応温度を選択できるが、一般的には-50℃から溶媒の沸点が好ましく、室温から溶媒の沸点が更に好ましい。へキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類を含む溶媒を用いて、生じる水を共沸により系外に除去しながら反応を進行させてもよい。この場合、常圧で溶媒の沸点で還流しながら水を留去してもよいし、減圧下により低い温度で水の留去を行ってもよい。
カルボン酸との反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常1~200時間が好ましい。
As for the reaction temperature in the reaction with the carboxylic acid, an appropriate reaction temperature can be selected depending on the type of the carboxylic acid and/or the reaction conditions. preferable. A solvent containing hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene may be used to allow the reaction to proceed while azeotropically removing the resulting water out of the system. In this case, water may be distilled off while refluxing at the boiling point of the solvent under normal pressure, or water may be distilled off at a lower temperature under reduced pressure.
The reaction time in the reaction with carboxylic acid can be set arbitrarily, but the reaction can be completed by following the reaction using gas chromatography (GC) and/or silica gel thin layer chromatography (TLC) or the like. It is preferable from the viewpoint of yield, and usually 1 to 200 hours is preferred.

カルボン酸との反応の別法として、カルボン酸を縮合剤と縮合反応させ、その後に、縮合反応生成物と反応基質のアルコール(4)とを、塩基性条件下で縮合反応させる手法も可能である。
該別法におけるカルボン酸の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.8モル~500モル、好ましくは0.8モル~50モル、より好ましくは0.8モル~5モルである。
該縮合剤の例としては、例えば、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド(EDC)及び1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)-カルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)等のカルボジイミド類;並びに、O-(7-アザ-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウム=ヘキサフルオロホスファート(HATU)及びO-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウム=ヘキサフルオロホスファート(HBTU)等のウロニウム塩類が挙げられる。
該縮合剤は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該縮合剤は、市販されているものを用いることができる。
該縮合剤の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.8モル~500モル、好ましくは0.8モル~50モル、より好ましくは0.8モル~5モルである。塩基類としては、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン等が挙げられる。
該別法に用いる溶媒としては、上記アシル化剤との反応で用いられる溶媒と同じ溶媒が挙げられる。
As another method for the reaction with carboxylic acid, a method is also possible in which the carboxylic acid is subjected to a condensation reaction with a condensing agent, and then the condensation reaction product and the reaction substrate alcohol (4) are subjected to condensation reaction under basic conditions. be.
The amount of carboxylic acid used in this alternative method is 0.8 mol to 500 mol, preferably 0.8 mol to 50 mol, more preferably 0.8 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. ~5 moles.
Examples of the condensing agent include N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), N,N'-diisopropylcarbodiimide (DIC), 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC). and 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydrochloride (EDC·HCl); and O-(7-aza-1H-benzotriazol-1-yl)-N,N , N′,N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HATU) and O-(benzotriazol-1-yl)-N,N,N′,N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HBTU) and other uronium salts.
The condensing agent may be used alone or in combination of two or more. Moreover, a commercially available product can be used as the condensing agent.
The amount of the condensing agent to be used is 0.8 mol to 500 mol, preferably 0.8 mol to 50 mol, more preferably 0.8 mol to 5 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. is. Examples of bases include triethylamine, diisopropylethylamine, N,N-dimethylaniline, pyridine, 4-dimethylaminopyridine and the like.
Solvents used in this alternative method include the same solvents as those used in the reaction with the acylating agent.

該別法における反応温度は、カルボン酸の種類及び/又は反応条件により適切な反応温度を選択できるが、一般的には-50℃~溶媒の沸点が好ましく、室温~溶媒の沸点温度が更に好ましい。
該別法における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常0.5~100時間が好ましい。
The reaction temperature in the alternative method can be appropriately selected depending on the type of carboxylic acid and/or the reaction conditions, but generally -50°C to the boiling point of the solvent is preferred, and room temperature to the boiling point of the solvent is more preferred. .
The reaction time in the alternative method can be set arbitrarily, but the reaction can be completed by following the reaction using gas chromatography (GC) and/or silica gel thin layer chromatography (TLC). from the point of view, and usually 0.5 to 100 hours is preferred.

(iii)エステル交換反応
該エステル交換反応は、下記の反応式に示されている通り、反応基質のアルコール(4)とカルボン酸アルキル(RCOOR)とを反応触媒の存在下で反応させて、生じるアルキルアルコール(ROH)を除去することによって行われる。

Figure 2023012305000032
(上記反応式中、Rはアルキル基を表し、Rは上記の通りである。) (iii) Transesterification Reaction As shown in the reaction formula below, the transesterification reaction is carried out by reacting the reaction substrate alcohol (4) with an alkyl carboxylate (R 2 COOR) in the presence of a reaction catalyst. , by removing the resulting alkyl alcohol (ROH).
Figure 2023012305000032
(In the above reaction formula, R represents an alkyl group and R2 is as described above.)

該カルボン酸アルキルとしては、カルボン酸の一級アルキルエステルが好ましく、特にカルボン酸メチル(RCOOCH)、カルボン酸エチル(RCOOCHCH)、カルボン酸n-プロピル(RCOOCHCHCH)が価格及び/又は反応の進行のし易さ等の観点から好ましい。
上記カルボン酸の一級アルキルエステルを示す一般式中のRは、上記(ii)カルボン酸との反応における一般式RCOOH中のRで定義した通りである。
該カルボン酸アルキルの使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.8モル~500モル、好ましくは0.8モル~50モル、より好ましくは0.8モル~5モルである。
該エステル交換反応に用いる触媒としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸及び硝酸等の無機酸類;シュウ酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びp-トルエンスルホン酸等の有機酸類;ナトリウム=メトキシド、ナトリウム=エトキシド、カリウム=t-ブトキシド及び4-ジメチルアミノピリジン等の塩基類;青酸ナトリウム、青酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸錫、酢酸アルミニウム、アセト酢酸アルミニウム及びアルミナ等の塩類;三塩化アルミニウム、アルミニウム=エトキシド、アルミニウム=イソプロポキシド、酸化アルミニウム、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、四塩化錫、四臭化錫、二塩化ジブチル錫、ジブチル錫=ジメトキシド、ジブチル錫=オキシド、四塩化チタン、四臭化チタン、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)=エトキシド、チタン(IV)=イソプロポキシド及び酸化チタン(IV)等のルイス酸(Lewis acid)類を挙げることができる。
該触媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該触媒は、市販されているものを用いることができる。
該触媒の使用量としては、反応基質のアルコール(4)1モルに対して、0.0001モル~100モル、好ましくは0.001モル~1モル、より好ましくは触媒量である0.001モル~0.05モルである。
The alkyl carboxylate is preferably a primary alkyl ester of carboxylate, particularly methyl carboxylate (R 2 COOCH 3 ), ethyl carboxylate (R 2 COOCH 2 CH 3 ), n-propyl carboxylate (R 2 COOCH 2 CH 2 CH 3 ) is preferable from the viewpoint of price and/or easiness of reaction progress.
R 2 in the general formula representing the primary alkyl ester of carboxylic acid is as defined for R 2 in general formula R 2 COOH in the above (ii) reaction with carboxylic acid.
The amount of the alkyl carboxylate to be used is 0.8 mol to 500 mol, preferably 0.8 mol to 50 mol, more preferably 0.8 mol to 5 mol, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. Mole.
Examples of the catalyst used for the transesterification reaction include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid and nitric acid; Acids; sodium = methoxide, sodium = ethoxide, potassium = t-butoxide and bases such as 4-dimethylaminopyridine; sodium cyanide, potassium cyanide, sodium acetate, potassium acetate, calcium acetate, tin acetate, aluminum acetate, aluminum acetoacetate and salts such as alumina; aluminum trichloride, aluminum = ethoxide, aluminum = isopropoxide, aluminum oxide, boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, zinc chloride , zinc bromide, zinc iodide, tin tetrachloride, tin tetrabromide, dibutyltin dichloride, dibutyltin dimethoxide, dibutyltin oxide, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, titanium (IV) methoxide, titanium ( IV) = ethoxide, titanium (IV) = isopropoxide and Lewis acids such as titanium (IV) oxide may be mentioned.
The catalyst may be used alone or in combination of two or more. In addition, as the catalyst, a commercially available one can be used.
The amount of the catalyst to be used is 0.0001 mol to 100 mol, preferably 0.001 mol to 1 mol, more preferably 0.001 mol, which is a catalytic amount, per 1 mol of alcohol (4) as a reaction substrate. ~0.05 mol.

該エステル交換反応における溶媒としては、例えば、へキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びクメン等の炭化水素類;ジエチル=エーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコール=ジエチル=エーテル、ジエチレングリコール=ジメチル=エーテル、テトラヒドロフラン及び1,4-ジオキサン等のエーテル類が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は必要に応じて、2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
また、エステル交換反応の条件によっては溶媒を用いずに、反応試薬であるカルボン酸アルキル自身を溶媒として用いることができる。この場合、余計な濃縮及び/又は溶媒回収等の操作を必要としない点で有利である。
Examples of the solvent in the transesterification reaction include hydrocarbons such as hexane, heptane, benzene, toluene, xylene and cumene; diethyl ether, di-n-butyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether. , tetrahydrofuran and 1,4-dioxane.
The solvent may be used alone or in combination of two or more. Also, as the solvent, a commercially available one can be used.
Also, depending on the conditions of the transesterification reaction, the alkyl carboxylate itself, which is a reaction reagent, can be used as a solvent without using a solvent. In this case, it is advantageous in that extra operations such as concentration and/or solvent recovery are not required.

該エステル交換反応における反応温度は用いるカルボン酸アルキルの種類及び/又は反応条件により適切な温度を選択できるが、通常、加熱下に行われ、該エステル交換反応で生じる低沸点の低級アルコール、即ち、メタノール、エタノール、1-プロパノール等の沸点付近で反応を行い、生じる低級アルコールを留去しながら行うと特によい結果を与える。減圧下において、低い温度でアルコールの留去を行ってもよい。
該エステル交換反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)及び/又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)等を用いて反応を追跡して、該反応を完結させることが収率の観点から望ましく、通常1~200時間が好ましい。
As for the reaction temperature in the transesterification reaction, an appropriate temperature can be selected depending on the type of alkyl carboxylate used and/or the reaction conditions. Particularly good results can be obtained by carrying out the reaction near the boiling point of methanol, ethanol, 1-propanol, etc. and distilling off the resulting lower alcohol. Alcohol may be distilled off at low temperature under reduced pressure.
The reaction time in the transesterification reaction can be set arbitrarily, but the reaction can be completed by following the reaction using gas chromatography (GC) and/or silica gel thin layer chromatography (TLC). It is preferable from the viewpoint of rate, and usually 1 to 200 hours is preferable.

(iv)基質の反応基質のアルコール(4)をアルキル化剤に変換し、その後にカルボン酸と反応させる方法
反応基質のアルコール(4)をアルキル化剤に変換し、その後にカルボン酸と反応させる方法では、例えば、反応基質のアルコール(4)を対応するハロゲン化物(塩化物、臭化物若しくはヨウ化物)又はスルホネート(例えば、メタンスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ベンゼンスルホネート若しくはp-トルエンスルホネート等)に変換し、これら対応するハロゲン化物とカルボン酸とを、通常は溶媒中、塩基性条件下で反応させる。また、反応基質のアルコール(4)をトリフェニルホスフィンとジエチル=アゾジカルボキシレートと混合し、その後に、これら混合物をカルボン酸と、通常は溶媒中、反応させることもできる。
該カルボン酸としては、(ii)カルボン酸との反応で使用するカルボン酸と同じものを挙げることができる。
用いる溶媒、塩基、反応時間及び反応温度としては、反応基質のアルコール(4)とアシル化剤との反応におけるそれらと同じであることができる。カルボン酸と塩基との組み合わせの代わりに、カルボン酸ナトリウム、カルボン酸リチウム、カルボン酸カリウム又はカルボン酸アンモニウム等のカルボン酸塩を用いてもよい。
(iv) A method of converting the alcohol (4) of the reaction substrate into an alkylating agent and then reacting it with a carboxylic acid Converting the alcohol (4) of the reaction substrate into an alkylating agent and then reacting it with a carboxylic acid In the process, for example, the reactant alcohol (4) is converted to the corresponding halide (chloride, bromide or iodide) or sulfonate (eg, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, benzenesulfonate or p-toluenesulfonate, etc.). , these corresponding halides and carboxylic acids are reacted, usually in a solvent, under basic conditions. It is also possible to mix the reactant alcohol (4) with triphenylphosphine and diethyl azodicarboxylate and then react the mixture with the carboxylic acid, usually in a solvent.
Examples of the carboxylic acid include the same carboxylic acid used in the reaction with (ii) carboxylic acid.
The solvent, base, reaction time and reaction temperature used can be the same as those in the reaction between the reaction substrate alcohol (4) and the acylating agent. Carboxylate salts such as sodium carboxylate, lithium carboxylate, potassium carboxylate or ammonium carboxylate may be used instead of the combination of carboxylic acid and base.

上記のようにして合成した、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の単離及び/又は精製は、減圧蒸留及び/又は各種クロマトグラフィー等の通常の有機合成における精製方法から適宜選択して用いることができるが、工業的経済性の観点から減圧蒸留が好ましい。 Isolation and/or purification of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) synthesized as described above can be carried out using conventional methods such as distillation under reduced pressure and/or various types of chromatography. Although it can be appropriately selected from purification methods in organic synthesis and used, distillation under reduced pressure is preferable from the viewpoint of industrial economy.

上記還元反応工程の前に、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)を異性化反応に付してもよい。
該異性化工程は任意工程であり、1,2位置換基のトランス(trans)選択性を向上する必要がある場合に実施してもよい。
Prior to the reduction reaction step, 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) may be subjected to an isomerization reaction.
The isomerization step is an optional step and may be carried out if it is necessary to improve the trans-selectivity of the 1,2-position substituents.

該異性化工程の1つの実施態様として、下記の化学反応式が挙げられる。

Figure 2023012305000033
One embodiment of the isomerization step includes the following chemical reaction formula.
Figure 2023012305000033

上記化学反応式は、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の代わりに、(1R,2R,3S)-体(3’)を出発物質として用い、(1R,2R,3S)-体(3”)を経由し、そして目的化合物である(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)のうち、OMB性フェロモンのラセミ体(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)を選択的に合成することを目的とする。 ( _ _ 1R * ,2R * ,3S * )-body (3″), and of the target compound (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5), OMB The object is to selectively synthesize racemic pheromone (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A').

詳細には、該化学反応式は、該(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)を異性化反応に付すことにより、(1R,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3”)を得る工程、該得られた(1R,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3”)を、還元剤との還元反応に付すことにより、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)を得る工程、及び該得られた(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)をエステル化反応に付すことにより、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)を得る工程を含む。なお、上記で述べた通り、異性化反応は任意工程であるために、上記(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)を異性化反応に付さずに、直接、還元反応に付してもよい。 Specifically, the chemical reaction formula is such that ( 1R * ,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3″), the resulting (1R * ,2R * ,3S * )-2,3, By subjecting 4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3″) to a reduction reaction with a reducing agent, (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl ) obtaining methanol (4′), and subjecting the resulting (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′) to an esterification reaction thereby obtaining (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A'). As described above, since the isomerization reaction is an optional step, the above (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) It may be directly subjected to a reduction reaction without being subjected to a chemical reaction.

上記異性化工程は、例えば基質である(1RS,2R,3S)-体(3’)を酸性又は塩基性条件下で処理することにより行うことができる。(1RS,2R,3S)-体(3’)の1位のアルデヒドは、酸性又は塩基性条件下にてエノール型とアルデヒド型との平衡化により立体異性化が可能であり、熱力学的により安定な立体配置に収束するため、1,2位の置換基同士の立体反発がより少ない1,2-トランス(trans)体の存在比率が向上して、(1R,2R,3S)-体(3”)を与えるものと考えられる。 The isomerization step can be carried out, for example, by treating the substrate (1RS,2R * ,3S * )-isomer (3') under acidic or basic conditions. Aldehyde at position 1 of (1RS,2R * ,3S * )-form (3′) is capable of stereoisomerization by equilibration of the enol and aldehyde forms under acidic or basic conditions. Since it converges to a more stable configuration, the abundance ratio of the 1,2-trans (trans) form with less steric repulsion between the substituents at the 1 and 2 positions is improved, and (1R * , 2R * , 3S * ) - considered to give the body (3″).

該異性化反応は、基質と、酸又は塩基と、必要に応じて溶媒とを混合することにより行うことができる。また、該異性化反応は、冷却又は加熱しながら行ってもよい。 The isomerization reaction can be carried out by mixing a substrate, an acid or base, and optionally a solvent. Also, the isomerization reaction may be carried out while cooling or heating.

該異性化反応を酸性条件下にて行う場合に好適に用いられる酸とその使用量は、上記工程Bの加水分解反応において用いられる酸とその使用量と同じである。 The acid and the amount thereof suitably used when the isomerization reaction is carried out under acidic conditions are the same as the acid and the amount thereof used in the hydrolysis reaction of step B above.

該異性化反応を塩基性条件下にて行う場合に好適に用いられる塩基は、上記工程Aのリンイリド化合物(7)の調製工程に用いられる塩基と同じである。
該塩基の使用量としては、実用上十分な反応速度が得られれば任意に設定できるが、基質である2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)1モルに対して、好ましくは0.00001~10,000モル、より好ましくは0.0001~1,000モル、さらに好ましくは0.001~100モルである。
The base preferably used when the isomerization reaction is carried out under basic conditions is the same as the base used in the step A of preparing the phosphorus ylide compound (7).
The amount of the base to be used can be set arbitrarily as long as a practically sufficient reaction rate is obtained. It is preferably 0.00001 to 10,000 mol, more preferably 0.0001 to 1,000 mol, still more preferably 0.001 to 100 mol.

該異性化反応において、用いてもよい溶媒とその使用量、反応温度及び反応時間は、上記工程Bの加水分解反応において用いられる溶媒とその使用量、反応温度及び反応時間と同じである。 In the isomerization reaction, the solvent, its amount, reaction temperature and reaction time that may be used are the same as the solvent, its amount, reaction temperature and reaction time used in the hydrolysis reaction of step B above.

該異性化反応において得られた(1R,2R,3S)-体(3”)が、次工程に供するにあたり十分な純度を有している場合は、粗生成物のまま又は、反応液若しくはろ過済みの反応液のまま次の工程に用いてもよい。あるいは、不純物の分離除去をしたい場合は、蒸留及び/又は各種クロマトグラフィー等の通常の有機合成における精製方法から適宜選択して精製してもよい。精製を行う場合、工業的経済性の観点から、特に蒸留、例えば減圧蒸留が好ましい。 When the (1R * ,2R * ,3S * )-isomer (3″) obtained in the isomerization reaction has sufficient purity for use in the next step, it can be used as a crude product or The liquid or the filtered reaction liquid may be used as it is in the next step.Alternatively, if it is desired to separate and remove impurities, an appropriate purification method in ordinary organic synthesis such as distillation and/or various chromatography may be selected. In the case of purification, distillation, for example, distillation under reduced pressure is particularly preferred from the viewpoint of industrial economy.

上記異性化反応は、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)のジアステレオマー比(dr)が50%以上になるようにすることを可能にする1つの理由である。 In the above isomerization reaction, (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A′) has a diastereomeric ratio (dr) of 50% or more. This is one reason why it is possible to

次に、上記得られた(1R,2R,3S)-体(3”)を、還元剤との還元反応に付すことにより、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)が得られる。 Next, the (1R * ,2R * ,3S * )-body (3″) obtained above is subjected to a reduction reaction with a reducing agent to obtain (1R * ,2R * ,3S * )-(2, 3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4') is obtained.

最後に、上記得られた(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)をエステル化に付すことにより、OMB性フェロモンのラセミ体(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)が得られる。
(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)のジアステレオマー比が50%dr以上であることにより、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)のジアステレオマー比(dr)が50%以上であるようにしうる。
Finally, (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′) obtained above is subjected to esterification to give a racemic OMB pheromone. (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A') is obtained.
(1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4') has a diastereomer ratio of 50% dr or more, whereby (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A′) has a diastereomeric ratio (dr) of 50% or more.

本発明の製造方法によれば、OMB性フェロモンの平面構造式に対応する(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートの4種のジアステレオマーのうち、天然のOMB性フェロモンと同じ(1R,2R,3S)-体(5A’)を50%dr以上の選択性で立体選択的かつ容易に製造できる。また、反応条件の調整等により、60%dr以上、70%dr以上、80%以上、さらには90%以上をも達成可能である。 According to the production method of the present invention, among the four diastereomers of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate corresponding to the planar structural formula of the OMB pheromone, natural OMB pheromone The same (1R * ,2R * ,3S * )-isomer (5A') can be stereoselectively and easily produced with a selectivity of 50% or more dr. Further, by adjusting the reaction conditions, etc., it is possible to achieve 60% dr or more, 70% dr or more, 80% dr or more, and even 90% dr or more.

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
なお、以下において、「純度」は、特に明記しない限り、ガスクロマトグラフィー(GC)分析によって得られた面積百分率を示し、「生成比」は、GC分析によって得られた面積百分率の相対比を示す。
また「収率」は、GC分析によって得られた面積百分率を基に算出した収率を示す。
各実施例において、反応のモニタリング及び収率の算出は、基本的に次のGC条件に従って行った。
GC条件: GC装置:SHIMADZU GC-2014,キャピラリーカラム:DB-5、内径0.25mm×膜厚0.25μm×長さ30m、キャリアーガス:He、検出器:FID、カラム温度:80℃→+5℃/分昇温、注入口:230℃。
なお、原料、生成物及び中間体の純度として、ガスクロマトグラフィー(GC)分析によって得られた値を用い、%GCと表記する。
収率は、原料及び生成物の純度(%GC)を考慮して、以下の式に従い計算した。
収率(%)={[(反応によって得られた生成物の重量×%GC)/生成物の分子量]÷[ (反応における出発原料の重量×%GC)/出発原料の分子量]}×100。
なお、「粗収率」とは、精製せずに算出した収率をいう。
化合物のスペクトル測定のためのサンプルは、必要に応じて粗生成物を精製した。
以下の化学構造式中、Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表し、Acはアセチル基を表す。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
In the following, unless otherwise specified, "purity" indicates the area percentage obtained by gas chromatography (GC) analysis, and "production ratio" indicates the relative ratio of the area percentage obtained by GC analysis. .
"Yield" indicates the yield calculated based on the area percentage obtained by GC analysis.
In each example, reaction monitoring and yield calculation were basically carried out according to the following GC conditions.
GC conditions: GC apparatus: SHIMADZU GC-2014, capillary column: DB-5, inner diameter 0.25 mm × film thickness 0.25 μm × length 30 m, carrier gas: He, detector: FID, column temperature: 80°C → +5°C /min temperature rise, inlet: 230°C.
As the purity of raw materials, products and intermediates, values obtained by gas chromatography (GC) analysis are used and expressed as % GC.
Yield was calculated according to the following formula, taking into account the purity (% GC) of the starting material and product.
Yield (%) = {[(weight of product obtained by reaction x % GC)/molecular weight of product] ÷ [(weight of starting material in reaction x % GC)/molecular weight of starting material]} x 100 .
In addition, a "crude yield" means the yield calculated without refinement|purification.
Samples for spectral measurement of compounds were purified from crude products as necessary.
In the chemical structural formulas below, Me represents a methyl group, Ph represents a phenyl group, and Ac represents an acetyl group.

[実施例1]
4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン(1A)(1:R=メチル基)の合成
[Example 1]
Synthesis of 4-(methoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene (1A) (1: R 1 = methyl group)

Figure 2023012305000034
Figure 2023012305000034

カリウムtert-ブトキシド183g及びテトラヒドロフラン847gの混合物を窒素雰囲気下、氷冷撹拌しながら、(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド588gを加えて100分間撹拌し、リンイリド(7A)(7:R=メチル基)を調製した。2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテン-1-オン(6)121g(98.0%GC)及びテトラヒドロフラン480gの混合物を加えて、一晩撹拌した。溶媒を留去し、ヘキサンにて可溶分を抽出し、そしてヘキサンを留去して、粗生成物を得た。減圧蒸留により精製を行い、4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン(1A)116g(98.3%GC、収率80%)を環外二重結合の幾何異性である幾何異性体混合物(生成比:E体/Z体=75/25)として得た(沸点73-75℃/1.0kPa)。 A mixture of 183 g of potassium tert-butoxide and 847 g of tetrahydrofuran was stirred under a nitrogen atmosphere with ice cooling, and 588 g of (methoxymethyl)triphenylphosphonium chloride was added and stirred for 100 minutes to give phosphorus ylide (7A) (7: R 1 = methyl group ) was prepared. A mixture of 121 g (98.0% GC) of 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopenten-1-one (6) and 480 g of tetrahydrofuran was added and stirred overnight. Evaporate the solvent, extract the solubles with hexane, and evaporate the hexane to obtain the crude product. Purification was carried out by distillation under reduced pressure, and 116 g (98.3% GC, yield 80%) of 4-(methoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene (1A) was separated from the exocyclic double bond. (boiling point 73-75° C./1.0 kPa).

4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン(1A)
淡黄色油状物(Yellowish oil)。
IR(D-ATR):ν=2954、2928、2862、2830、1705、1668、1461、1376、1358、1328、1251、1223、1135、1090、982、802cm-1
H-NMR(500MHz、CDCl):
主要異性体(E体):δ=0.96(6H、s)、1.54(3H、s)、1.58(3H、d、J=0.8Hz)、2.21(2H、d、J=2.3Hz)、3.53(3H、s)、5.98(1H、tq、J=2.3、0.8Hz)ppm。
少量異性体(Z体):δ=0.93(6H、s)、1.54(3H、s)、1.79(3H、d、J=0.8Hz)、2.13(2H、d、J=1.5Hz)、3.44(3H、s)、5.76(1H、tq、J=1.5、0.8Hz)ppm。
13C-NMR(126MHz、CDCl):E/Z幾何異性体混合物、δ=9.40、9.64、10.08、13.16、26.62、27.25、41.28、42.58、43.81、44.41、59.08、59.40、122.26、125.01、127.56、129.18、136.64、137.01、143.19、145.38ppm。
GC-MS(EI,70eV):29、41、53、65、77、91、105、119、136、151、166(M+)。
4-(methoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene (1A)
Yellowish oil.
IR (D-ATR): ν=2954, 2928, 2862, 2830, 1705, 1668, 1461, 1376, 1358, 1328, 1251, 1223, 1135, 1090, 982, 802 cm -1 .
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ):
Major isomer (E form): δ = 0.96 (6H, s), 1.54 (3H, s), 1.58 (3H, d, J = 0.8 Hz), 2.21 (2H, d , J=2.3 Hz), 3.53 (3H, s), 5.98 (1H, tq, J=2.3, 0.8 Hz) ppm.
Minor isomer (Z form): δ = 0.93 (6H, s), 1.54 (3H, s), 1.79 (3H, d, J = 0.8 Hz), 2.13 (2H, d , J=1.5 Hz), 3.44 (3 H, s), 5.76 (1 H, tq, J=1.5, 0.8 Hz) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CDCl 3 ): E/Z geometric isomer mixture, δ=9.40, 9.64, 10.08, 13.16, 26.62, 27.25, 41.28, 42 .58, 43.81, 44.41, 59.08, 59.40, 122.26, 125.01, 127.56, 129.18, 136.64, 137.01, 143.19, 145.38 ppm .
GC-MS (EI, 70 eV): 29, 41, 53, 65, 77, 91, 105, 119, 136, 151, 166 (M+).

[実施例2]
2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の合成
[Example 2]
Synthesis of 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2)

Figure 2023012305000035
Figure 2023012305000035

実施例1に従って得られた4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン(1A)20.0g(98.3%GC)、ヘキサン40g、テトラヒドロフラン40g及び20%塩酸65gの混合物を窒素雰囲気下、6時間撹拌した。有機層を分離し、そして次に、通常の分液洗浄、そして濃縮による後処理操作を行い、粗生成物を得た。該粗生成物を減圧蒸留により精製して、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)11.7g(95.1%GC、収率62%)を得た(沸点61℃/0.45kPa)。 20.0 g (98.3% GC) of 4-(methoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene (1A) obtained according to Example 1, 40 g of hexane, 40 g of tetrahydrofuran and 20% A mixture of 65 g of hydrochloric acid was stirred for 6 hours under a nitrogen atmosphere. The organic layer was separated and then worked up by normal separation washing and concentration to give the crude product. The crude product was purified by vacuum distillation to give 11.7 g (95.1% GC, 62% yield) of 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) ( boiling point 61° C./0.45 kPa).

2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)
淡褐色油状物(Brownish oil)。
IR(D-ATR):ν=2960、2869、2719、1663、1633、1440、1377、1340、1256、1228、1210cm-1
H-NMR(500MHz、CDCl):δ=1.03(3H、s)、0.97(3H、d、J=7.7Hz)、8.72(3H、s)、2.06(3H、m)、2.25(1H、m、※d、J=15.6Hzを含む)、2.32(1H、m、※d、J=15.6Hzを含む)、2.35(1H、m、※q、J=7.7Hzを含む)、9.98(1H、s)ppm。
13C-NMR(126MHz、CDCl):δ=11.86、12.88、23.25、28.65、39.89、43.28、55.53、136.41、165.40、188.70ppm。
GC-MS(EI,70eV):27、41、55、67、81、95、109、123、137、152(M+)。
2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2)
Brownish oil.
IR (D-ATR): ν=2960, 2869, 2719, 1663, 1633, 1440, 1377, 1340, 1256, 1228, 1210 cm -1 .
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.03 (3H, s), 0.97 (3H, d, J = 7.7 Hz), 8.72 (3H, s), 2.06 ( 3H, m), 2.25 (1H, m, *d, including J = 15.6Hz), 2.32 (1H, m, *d, including J = 15.6Hz), 2.35 (1H , m, *q, including J=7.7 Hz), 9.98 (1H, s) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CDCl 3 ): δ=11.86, 12.88, 23.25, 28.65, 39.89, 43.28, 55.53, 136.41, 165.40, 188 .70 ppm.
GC-MS (EI, 70 eV): 27, 41, 55, 67, 81, 95, 109, 123, 137, 152 (M+).

[実施例3]
2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)、((1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)と(1RS,2R,3R)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド)の合成
[Example 3]
2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3), ((1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) and (1RS ,2R * ,3R * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde)

Figure 2023012305000036
Figure 2023012305000036

実施例2に従って得られた2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)11.3g(88.4%GC)、ヘキサン136g及び5%ロジウム・炭素1.35gを圧力容器(autoclave)に仕込み、水素ガスを封入して、20時間撹拌した。固形分を濾別し、溶媒を留去して、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)12.0g(71.3%GC、粗収率85%)を粗生成物として得た。なお、(1RS,2R,3S)-体(3’)(2,3位に関しOMB性フェロモンと同じ立体配置)/(1RS,2R,3R)-体(2,3位に関しOMB性フェロモンとは異なる立体配置)の生成比はGC分析より、96/4であった。(1RS,2R,3S)-体(3’)としてのGC純度は、68.7%GC、粗収率82%であった。 11.3 g (88.4% GC) of 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) obtained according to Example 2, 136 g of hexane and 1.35 g of 5% rhodium on carbon were pressurized. It was charged into a container (autoclave), filled with hydrogen gas, and stirred for 20 hours. The solid content was filtered off and the solvent was distilled off to give crude 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) 12.0 g (71.3% GC, crude yield 85%). obtained as an object. In addition, (1RS,2R * ,3S * )-form (3′) (same configuration as OMB pheromone for 2,3 positions)/(1RS,2R * ,3R * )-form (OMB for 2,3 positions) A steric configuration different from the sex pheromone) was found to be 96/4 according to GC analysis. The GC purity as (1RS,2R * ,3S * )-body (3') was 68.7% GC, and the crude yield was 82%.

2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)
淡黄色油状物(Yellowish oil)。
IR(D-ATR):ν=2959、2872、2707、1723、1663、1456、1379cm-1
GC-MS(EI,70eV):29、41、55、69、83、97、98、109、123、139、154(M+)。
2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3)
Yellowish oil.
IR (D-ATR): ν=2959, 2872, 2707, 1723, 1663, 1456, 1379 cm −1 .
GC-MS (EI, 70 eV): 29, 41, 55, 69, 83, 97, 98, 109, 123, 139, 154 (M+).

[実施例4]
(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)の合成
[Example 4]
Synthesis of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′)

Figure 2023012305000037
Figure 2023012305000037

実施例3に従って得られた(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)12.0g(68.7%GC)、テトラヒドロフラン50g、5%苛性ソーダ水溶液22gの混合物を、窒素雰囲気下で40時間撹拌した後、10%水素化ホウ素ナトリウム水溶液10.1gを加え、さらに2時間撹拌した。反応液をヘキサンで希釈し、有機層を分離し、そして次に、通常の分液洗浄、そして濃縮による後処理操作を行い、粗生成物を得た。該粗生成物を減圧蒸留により精製して、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)6.95g(88.0%GC、収率73%)を得た(沸点91-92℃/1.0kPa)。 (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) obtained according to Example 3, 12.0 g (68.7% GC), tetrahydrofuran 50 g, 5 % caustic soda aqueous solution was stirred for 40 hours under a nitrogen atmosphere, then 10% sodium borohydride aqueous solution 10.1 g was added and further stirred for 2 hours. The reaction solution was diluted with hexane, the organic layer was separated, and then the usual work-up procedure by separation washing and concentration was performed to obtain a crude product. The crude product was purified by vacuum distillation to give 6.95 g (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′) (88.0% GC , yield 73%) was obtained (boiling point 91-92° C./1.0 kPa).

(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)
無色油状物(Colorless oil)。
IR(D-ATR):ν=3329(ブロード)、2955、2872、1459、1386、1377、1053、1005cm-1
H-NMR(500MHz、CDCl):δ=0.78(3H、d、J=7.3Hz)、0.86(3H、s)、0.95(3H、d、J=6.9Hz)、0.97(3H、s)、1.16(1H、dd、J=12.2、9.6Hz)、1.61(1H、br.s)、1.64(1H、dq、J=9.2、7.3Hz)、1.68(1H、dd、J=12.6、8.0Hz)、1.81(1H、m)、1.88(1H、m)、3.52(1H、dd、J=10.3、7.3Hz)、3.66(1H、dd、J=10.3、5.4Hz)ppm。
13C-NMR(126MHz、CDCl):δ=10.24、17.43、23.86、29.78、38.62、41.33、44.50、46.19、48.20、67.47ppm。
GC-MS(EI,70eV):29、41、55、69、82、97、109、123、141、154(M+)。
(1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′)
Colorless oil.
IR (D-ATR): ν=3329 (broad), 2955, 2872, 1459, 1386, 1377, 1053, 1005 cm −1 .
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 0.78 (3H, d, J = 7.3 Hz), 0.86 (3H, s), 0.95 (3H, d, J = 6.9 Hz ), 0.97 (3H, s), 1.16 (1H, dd, J = 12.2, 9.6 Hz), 1.61 (1H, br.s), 1.64 (1H, dq, J = 9.2, 7.3 Hz), 1.68 (1H, dd, J = 12.6, 8.0 Hz), 1.81 (1H, m), 1.88 (1H, m), 3.52 (1H, dd, J=10.3, 7.3 Hz), 3.66 (1H, dd, J=10.3, 5.4 Hz) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CDCl 3 ): δ=10.24, 17.43, 23.86, 29.78, 38.62, 41.33, 44.50, 46.19, 48.20, 67 .47 ppm.
GC-MS (EI, 70 eV): 29, 41, 55, 69, 82, 97, 109, 123, 141, 154 (M+).

[実施例5]
(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)の合成
[Example 5]
Synthesis of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A')

Figure 2023012305000038
Figure 2023012305000038

実施例4に従って得られた(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)6.45g(88.0%GC)、ピリジン7.20g及び無水酢酸6.30gの混合物を、窒素雰囲気下で4時間撹拌した。水とヘキサンを加え、有機層を分離し、そして次に、通常の分液洗浄、そして濃縮による後処理操作を行い、粗生成物を得た。該粗生成物を減圧蒸留により精製して、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)7.48g(88.6%GC、収率92%)を得た(沸点87℃/0.87kPa)。
GC分析により、OMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)のジアステレオマー比は92.8%drであった。
6.45 g (88.0% GC) of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4') obtained according to Example 4, pyridine7. A mixture of 20 g and 6.30 g of acetic anhydride was stirred under a nitrogen atmosphere for 4 hours. Water and hexane were added, the organic layer was separated, and then normal separation washing and concentration work-up were performed to obtain a crude product. The crude product was purified by vacuum distillation to give (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A′) 7.48 g (88.6) % GC, yield 92%) (boiling point 87° C./0.87 kPa).
Diastereomeric ratio of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A') with the same relative configuration as the OMB sex pheromone by GC analysis was 92.8% dr.

(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)
無色油状物(Colorless oil)。
IR(D-ATR):ν=2957、2873、1743、1458、1367、1242、1042、970cm-1
H-NMR(500MHz、CDCl):δ=0.78(3H、d、J=7.3Hz)、0.85(3H、s)、0.95(3H、d、J=6.9Hz)、0.97(3H、s)、1.15(1H、dd、J=12.6、9.2Hz)、1.65(1H、dq、J=8.7、7.3Hz)、1.67(1H、dd、J=12.6、7.6Hz)、1.87-1.97(2H、m)、2.05(3H、s)、3.99(1H、dd、J=10.7、6.9Hz)、4.06(1H、dd、J=10.7、5.8Hz)ppm。
13C-NMR(126MHz、CDCl):δ=10.22、17.14、21.02、23.84、29.73、39.11、41.28、44.49、44.52、46.2168.76、171.35ppm。
GC-MS(EI,70eV):29、43、55、69、82、97、109、123、138、154、165、178、192。
(1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A')
Colorless oil.
IR (D-ATR): ν=2957, 2873, 1743, 1458, 1367, 1242, 1042, 970 cm −1 .
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 0.78 (3H, d, J = 7.3 Hz), 0.85 (3H, s), 0.95 (3H, d, J = 6.9 Hz ), 0.97 (3H, s), 1.15 (1H, dd, J = 12.6, 9.2 Hz), 1.65 (1H, dq, J = 8.7, 7.3 Hz), 1 .67 (1H, dd, J = 12.6, 7.6 Hz), 1.87-1.97 (2H, m), 2.05 (3H, s), 3.99 (1H, dd, J = 10.7, 6.9 Hz), 4.06 (1H, dd, J = 10.7, 5.8 Hz) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CDCl 3 ): δ=10.22, 17.14, 21.02, 23.84, 29.73, 39.11, 41.28, 44.49, 44.52, 46 .2168.76, 171.35 ppm.
GC-MS (EI, 70 eV): 29, 43, 55, 69, 82, 97, 109, 123, 138, 154, 165, 178, 192.

[実施例6]
(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)の合成
[Example 6]
Synthesis of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A)

Figure 2023012305000039
Figure 2023012305000039

実施例2に従って得られた2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の粗生成物6.84g(78.0%GC、粗収率88.9%)、テトラヒドロフラン27g及び5%パラジウム・炭素0.38gを圧力容器(autoclave)に仕込み、水素ガスを封入して、18時間撹拌した。固形分を濾別し、そして次に、5%苛性ソーダ水溶液15.4gを加え、窒素雰囲気下で18時間撹拌した。反応混合物に、10%水素化ホウ素ナトリウム水溶液7.3gを加え、3時間撹拌した。反応液をヘキサンで希釈し、有機層を分離し、そして次に、通常の分液洗浄、そして濃縮による後処理操作を行い、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)の粗生成物を得た。続いて、ピリジン7.59g及び無水酢酸5.88gを加え、窒素雰囲気下で5時間撹拌した。攪拌終了後、水とヘキサンを加え、有機層を分離し、そして次に、通常の分液洗浄、そして濃縮による後処理操作を行い、粗生成物を得た。該粗生成物を減圧蒸留により精製して、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)5.87g(90.4%GC)を得た(沸点92-96℃/1.1kPa)。
4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチル-2-シクロペンテン(1A)からの収率は68%であり、2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテン-1-オン(6)からの全収率は55%であった。
GC分析より、OMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)のジアステレオマー比は78.1%drであった。
6.84 g of the crude product of 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) obtained according to Example 2 (78.0% GC, crude yield 88.9%), tetrahydrofuran 27 g and 0.38 g of 5% palladium on carbon were placed in a pressure vessel (autoclave), filled with hydrogen gas, and stirred for 18 hours. Solids were filtered off and then 15.4 g of 5% aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred for 18 hours under nitrogen atmosphere. 7.3 g of a 10% sodium borohydride aqueous solution was added to the reaction mixture, and the mixture was stirred for 3 hours. The reaction solution was diluted with hexane, the organic layer was separated, and then the work-up procedure was carried out by conventional liquid separation washing and concentration to obtain (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4). of crude product was obtained. Subsequently, 7.59 g of pyridine and 5.88 g of acetic anhydride were added and stirred for 5 hours under nitrogen atmosphere. After stirring was completed, water and hexane were added, the organic layer was separated, and then normal liquid separation washing and post-treatment by concentration were carried out to obtain a crude product. The crude product was purified by vacuum distillation to give 5.87 g (90.4% GC) of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A) (bp 92-96°C). /1.1 kPa).
The yield from 4-(methoxymethylene)-1,1,2,3-tetramethyl-2-cyclopentene (1A) was 68%, 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentene-1 The overall yield from -one (6) was 55%.
Diastereomeric ratio of (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl=acetate (5A') having the same relative configuration as OMB sex pheromone from GC analysis was 78.1% dr.

(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)
無色油状物(Colorless oil)。
IR(D-ATR):ν=2956、2872、1743、1455、1366、1242、1042、970cm-1
H-NMR(500MHz、CDCl):主異性体、δ=0.78(3H、d、J=7.3Hz)、0.85(3H、s)、0.95(3H、d、J=6.9Hz)、0.97(3H、s)、1.15(1H、dd、J=12.6、9.2Hz)、1.65(1H、dq、J=8.7、7.3Hz)、1.67(1H、dd、J=12.6、7.6Hz)、1.87-1.97(2H、m)、2.05(3H、s)、3.99(1H、dd、J=10.7、6.9Hz)、4.06(1H、dd、J=10.7、5.8Hz)ppm。
13C-NMR(126MHz、CDCl):主異性体、δ=10.22、17.14、21.02、23.84、29.73、39.11、41.28、44.49、44.52、46.2168.76、171.35ppm。
GC-MS(EI,70eV):29、43、55、69、82、97、109、123、138、154、165、178、192。
(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A)
Colorless oil.
IR (D-ATR): ν=2956, 2872, 1743, 1455, 1366, 1242, 1042, 970 cm −1 .
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): major isomer, δ=0.78 (3H, d, J=7.3 Hz), 0.85 (3H, s), 0.95 (3H, d, J = 6.9 Hz), 0.97 (3H, s), 1.15 (1H, dd, J = 12.6, 9.2 Hz), 1.65 (1H, dq, J = 8.7, 7. 3Hz), 1.67 (1H, dd, J = 12.6, 7.6Hz), 1.87-1.97 (2H, m), 2.05 (3H, s), 3.99 (1H, dd, J=10.7, 6.9 Hz), 4.06 (1H, dd, J=10.7, 5.8 Hz) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CDCl 3 ): major isomer, δ=10.22, 17.14, 21.02, 23.84, 29.73, 39.11, 41.28, 44.49, 44 .52, 46.2168.76, 171.35 ppm.
GC-MS (EI, 70 eV): 29, 43, 55, 69, 82, 97, 109, 123, 138, 154, 165, 178, 192.

[比較合成例]
(2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテン-1-オン(103)からの、(2S,3S)-4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチルシクロペンタン(104)の合成
[Comparative synthesis example]
(2S * ,3S * )-4-(methoxymethylene)-1,1 from (2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopenten-1-one (103) , 2,3-tetramethylcyclopentane (104) synthesis

Figure 2023012305000040
Figure 2023012305000040

(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド4.46gとテトラヒドロフラン10gとの混合物を窒素雰囲気下、氷冷撹拌しながら、カリウムtert-ブトキシド1.35gを加えた。20分間撹拌し、そして次に、(2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテン-1-オン(103)1.50g(85.6%GC)とトルエン10gとの混合物を加えた。室温に昇温し、10時間撹拌した。水及びジエチルエーテルを加え、有機層を分離し、そして次に、分液洗浄、ろ過、乾燥、そして濃縮による後処理操作を行い、粗生成物として、4-(メトキシメチレン)-1,1,2,3-テトラメチルシクロペンタン1.41g(75.8%GC,粗収率63.5%)を得た。 1.35 g of potassium tert-butoxide was added to a mixture of 4.46 g of (methoxymethyl)triphenylphosphonium chloride and 10 g of tetrahydrofuran under nitrogen atmosphere while stirring under ice cooling. Stir for 20 minutes and then (2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopenten-1-one (103) 1.50 g (85.6% GC) and toluene A mixture of 10 g was added. The temperature was raised to room temperature and stirred for 10 hours. Water and diethyl ether are added, the organic layer is separated, and then the work-up operation is carried out by separation washing, filtration, drying, and concentration to obtain 4-(methoxymethylene)-1,1, as a crude product. 1.41 g of 2,3-tetramethylcyclopentane was obtained (75.8% GC, crude yield 63.5%).

該得られた生成物は、基質である(2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテン-1-オン(103)の2位のメチル基がエピ化(epimerization)し、その後にウィッティッヒ反応に付されることにより生成する(2S,3S)-体(104)であり、一方、OMB性フェロモンと同じ相対立体配置を有する(2S,3R)-体(104’)はGC-MS分析で存在が確認できなかった。 In the resulting product, the methyl group at the 2-position of (2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopenten-1-one (103), which is a substrate, is epitified ( (2S * ,3S * )-body (104) produced by epimerization) followed by Wittig reaction, while having the same relative configuration as the OMB sex pheromone (2S * ,3R * ). The presence of the - form (104') could not be confirmed by GC-MS analysis.

なお、相対立体配置の確認は、本反応生成物に、上記の実施例2、4及び5に準じた処理を施し、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A)へ変換し、非特許文献3に記載の物性データと比較することにより確認した。 For confirmation of the relative steric configuration, the reaction product was treated in accordance with Examples 2, 4 and 5 above to obtain (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl=acetate (5A). It was confirmed by converting to and comparing with the physical property data described in Non-Patent Document 3.

上記の結果より、本発明の製造方法を適用すれば、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物、特には、重要農業害虫であるOMBの性フェロモンとして、発生予察、防除等への応用が期待されている(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートを、既存の方法と比較して、安全、効率的、選択的かつ工業的に製造可能であり、産業上の利用価値が非常に高いことが示された。 From the above results, if the production method of the present invention is applied, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound, in particular, as a sex pheromone of OMB, which is an important agricultural pest, is predicted to occur. , (1R * , 2R * , 3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl) methyl acetate, which is expected to be applied to pest control, is safer and safer than existing methods. It was shown that it can be produced efficiently, selectively and industrially, and has a very high industrial utility value.

本発明は、新規なビニルエーテル化合物に関する。本発明はまた、該ビニルエーテル化合物から、アルデヒド化合物、すなわち2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド及び2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド、並びにカルボキシレート化合物、すなわち(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物、を製造する方法に関する。 The present invention relates to novel vinyl ether compounds. The present invention also provides aldehyde compounds, namely 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde and 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde, and carboxylate compounds from said vinyl ether compounds. , ie, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compounds.

J.Millarら、J.Chem.Ecol.,31,2999(2005)J. Millar et al., J. Chem. Ecol. , 31, 2999 (2005) J.Millarら、Tetrahedron Lett.,48,6377(2007)J. Millar et al., Tetrahedron Lett. , 48, 6377 (2007) J.Millarら、Tetrahedron Lett.,52,4224(2011)J. Millar et al., Tetrahedron Lett. , 52, 4224 (2011) D.Reddyら、Tetrahedron Lett.,51,5291(2010)D. Reddy et al., Tetrahedron Lett. , 51, 5291 (2010) Bull.Soc.Chim.Fr.,2981(1970)Bull. Soc. Chim. Fr. , 2981 (1970) J.Am.Chem.Soc.,113,8062(1991)J. Am. Chem. Soc. , 113, 8062 (1991)

Figure 2023012305000053
(上式中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、波線はE体、Z体又はそれらの混合物であることを表し、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表す。)
Figure 2023012305000053
(In the above formula, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group with 1 to 15 carbon atoms, the wavy line represents the E form, Z form or a mixture thereof, bold bond and hash bond hashed bond) represents the relative configuration.)

そして、上記逆合成解析の反応式を考慮すると、本発明の一つの実施態様に従う化学反応式は、下記の通りに示される。

Figure 2023012305000054
Considering the reaction formula of the above retrosynthetic analysis, the chemical reaction formula according to one embodiment of the present invention is shown as follows.
Figure 2023012305000054

[2]工程A
以下に、下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を得る工程Aについて説明する。該ビニルエーテル化合物(1)は、下記の化学反応式に示されている通り、下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記式(7)で表されるリンイリド化合物(7)とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより得られる。

Figure 2023012305000055
(上記一般式中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を示す。Phはフェニル基を表す。波線は、E体、Z体又はそれらの混合物であることを表す) [2] Step A
The process A for obtaining the vinyl ether compound represented by the following general formula (1) will be described below. The vinyl ether compound (1) comprises 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and the following formula ( It is obtained by subjecting phosphorus ylide compound (7) represented by 7) to Wittig reaction.
Figure 2023012305000055
(In the general formula above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms. Ph represents a phenyl group. A wavy line represents an E form, a Z form or a mixture thereof.)

一般式(101)におけるRは、上記一般式(1)で定義した通りである。Xはハロゲン原子であり、好ましくは塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子である。該トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)の具体例としては、(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(メトキシメチル)トリフェニルホスホニウムブロミド、(メトキシメチルトリフェニルホスホニウム)ヨージド、(エトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(ブトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(ペンタデシルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(イソプロポキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(シクロヘキシルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(アリルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(フェノキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、(ベンジルオキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、トリフェニル[2-(トリメチルシリル)エトキシメチレン]ホスホニウムクロリド、[(2-メトキシエトキシ)メチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、[2-(メチルチオ)エトキシメチル)トリフェニルホスホニウムクロリド、[(4-クロロフェノキシ)メチル)トリフェニルホスホニウムクロリド及び[(4-メトキシフェノキシ)メチル)トリフェニルホスホニウムクロリド等が挙げられる。
トリフェニルホスホニウムハライド化合物(101)は、市販のものを用いてもよいし、あるいは、下記一般式(102)で表されるハロゲン化物とトリフェニルホスフィン(PPh)との4級ホスホニウム化反応により調製してもよい。
R 1 in general formula (101) is as defined in general formula (1) above. X is a halogen atom, preferably a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom. Specific examples of the triphenylphosphonium halide compound (101) include (methoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (methoxymethyl)triphenylphosphonium bromide, (methoxymethyltriphenylphosphonium)iodide, and (ethoxymethyl)triphenylphosphonium chloride. , (butoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (pentadecyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (isopropoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (cyclohexyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (allyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride , (phenoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, (benzyloxymethyl)triphenylphosphonium chloride, triphenyl[2-(trimethylsilyl)ethoxymethylene]phosphonium chloride, [(2-methoxyethoxy)methyl)triphenylphosphonium chloride, [2 -(methylthio)ethoxymethyl)triphenylphosphonium chloride, [(4-chlorophenoxy)methyl)triphenylphosphonium chloride and [(4-methoxyphenoxy)methyl)triphenylphosphonium chloride and the like.
As the triphenylphosphonium halide compound (101), a commercially available one may be used, or a quaternary phosphonium reaction between a halide represented by the following general formula (102) and triphenylphosphine (PPh 3 ) may be prepared.

該(1RS,2R,3S)-体(3’)を優先的に製造するためには、上記水素添加触媒として、ロジウム、パラジウム等の金属若しくはこれら金属を含む金属酸化物、又はこれら金属触媒若しくは金属酸化物触媒を、カーボン、アルミナ、ゼオライト若しくはシリカゲル等の担体に担持した触媒を用いることが好ましく、カーボンが特に好ましく、具体的にはロジウム=カーボン、パラジウム=カーボン及び水酸化パラジウム=カーボンを用いることがさらに特に好ましい。一般に、これらの水素添加触媒を用いた水素添加反応では、基質分子の立体的に空いている面から水素原子が付加しやすいため、該水素添加反応においては、下記の化学反応式に示される通り、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)のより空いた面、すなわち3位メチル基の反対側の面から優先的に水素が付加し、望む2,3-シス配置が選択的に得られると考えられる。なお、工程Cで得られた(1RS,2R,3S)-体(3’)の2,3-ジメチル基の相対立体配置は、次工程以降も最終物まで保持されるため、工程Cでの立体選択性を高めることが、目的物のジアステレオマー比を向上する上で非常に重要である。

Figure 2023012305000056
In order to preferentially produce the (1RS,2R * ,3S * )-body (3'), the hydrogenation catalyst is a metal such as rhodium or palladium, a metal oxide containing these metals, or a metal oxide containing these metals. A catalyst or a metal oxide catalyst supported on a carrier such as carbon, alumina, zeolite or silica gel is preferably used, and carbon is particularly preferred. Specifically, rhodium = carbon, palladium = carbon and palladium hydroxide = carbon. It is even more particularly preferred to use In general, in the hydrogenation reaction using these hydrogenation catalysts, hydrogen atoms are easily added from the sterically vacant surface of the substrate molecule. , 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) is hydrogenated preferentially from the more open face, ie, the face opposite the 3-methyl group, to give the desired 2,3- It is believed that the cis configuration is preferentially obtained. In addition, since the relative configuration of the 2,3-dimethyl group of the (1RS,2R * ,3S * )-body (3′) obtained in step C is maintained until the final product in the subsequent steps, step C It is very important to improve the diastereomeric ratio of the target product to increase the stereoselectivity at .
Figure 2023012305000056

該2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の具体例としては、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=フォルメート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=プロピオネート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=ブチレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=ペンタノエート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=イソブチレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=イソバレレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=チグレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=セネシオエート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アクリレート、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=メタクリレート及び(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=2-アセトキシ-3-メチルブタノエート等が挙げられる。 Specific examples of the 2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) include (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl formate, (2,3,4 ,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl propionate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl butyrate, (2,3, 4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl pentanoate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl isobutyrate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl isovalerate, (2,3 ,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl 3-methyl-3-butenoate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl tiglate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl = senecioate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acrylate, (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl methacrylate and (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl) ) methyl 2-acetoxy-3-methylbutanoate and the like.

(ii)カルボン酸との反応
該カルボン酸との反応は、反応基質のアルコール(4)とカルボン酸との脱水縮合反応であり、一般的に酸の存在下で行われる。
該カルボン酸は、一般式RCOOHで示される。
上記式中、Rは、水素原子又は炭素数1~15、好ましくは1~6の一価の炭化水素基である。
の一価の炭化水素基として、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、ヘキシル基及びペンタデシル基などの直鎖状飽和炭化水素基;イソプロピル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基及びイソヘキシル基などの分枝状飽和炭化水素基;ビニル基、アリル基、2-メチルアリル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、1-メチル-1-プロペニル基及び2-メチル-1-プロペニル基などの鎖状アルケニル基が挙げられる。また、これらの炭化水素基の水素原子の一部が炭素数1~6のアシル基で置換されていてもよく、具体的には1-アセトキシ-2-メチルプロピル基が挙げられる。該カルボン酸としてより具体的には、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘプタン酸、ヘキサデカン酸、イソ酪酸、イソ吉草酸、ピバリン酸、メチルヘプタン酸、アクリル酸、ビニル酢酸、プロペニル酢酸、クロトン酸、メタクリル酸、チグリン酸、セネシオ酸及び2-アセトキシ-3-メチルブタン酸が挙げられる。
(ii) Reaction with Carboxylic Acid The reaction with carboxylic acid is a dehydration condensation reaction between alcohol (4) as a reaction substrate and carboxylic acid, and is generally carried out in the presence of an acid.
The carboxylic acid is represented by the general formula R2COOH .
In the above formula, R 2 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms.
Linear saturated hydrocarbon groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, hexyl group and pentadecyl group as monovalent hydrocarbon groups for R 2 ; isopropyl group, s-butyl group and isobutyl group , t-butyl and isohexyl branched saturated hydrocarbon groups; vinyl, allyl, 2-methylallyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-methyl-1-propenyl and 2-methyl A chain alkenyl group such as -1-propenyl group can be mentioned. Also, some of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups may be substituted with acyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples include 1-acetoxy-2-methylpropyl groups. More specifically, the carboxylic acid includes formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, heptanoic acid, hexadecanoic acid, isobutyric acid, isovaleric acid, pivalic acid, methylheptanoic acid, acrylic acid, vinylacetic acid, and propenylacetic acid. , crotonic acid, methacrylic acid, tiglic acid, senecioic acid and 2-acetoxy-3-methylbutanoic acid.

(iv)反応基質のアルコール(4)をアルキル化剤に変換し、その後にカルボン酸と反応させる方法
反応基質のアルコール(4)をアルキル化剤に変換し、その後にカルボン酸と反応させる方法では、例えば、反応基質のアルコール(4)を対応するハロゲン化物(塩化物、臭化物若しくはヨウ化物)又はスルホネート(例えば、メタンスルホネート、トリフルオロメタンスルホネート、ベンゼンスルホネート若しくはp-トルエンスルホネート等)に変換し、これら対応するハロゲン化物とカルボン酸とを、通常は溶媒中、塩基性条件下で反応させる。また、反応基質のアルコール(4)をトリフェニルホスフィンとジエチル=アゾジカルボキシレートと混合し、その後に、これら混合物をカルボン酸と、通常は溶媒中、反応させることもできる。
該カルボン酸としては、(ii)カルボン酸との反応で使用するカルボン酸と同じものを挙げることができる。
用いる溶媒、塩基、反応時間及び反応温度としては、反応基質のアルコール(4)とアシル化剤との反応におけるそれらと同じであることができる。カルボン酸と塩基との組み合わせの代わりに、カルボン酸ナトリウム、カルボン酸リチウム、カルボン酸カリウム又はカルボン酸アンモニウム等のカルボン酸塩を用いてもよい。
(iv) A method in which alcohol (4) as a reaction substrate is converted into an alkylating agent and then reacted with a carboxylic acid In a method in which alcohol (4) as a reaction substrate is converted into an alkylating agent and then reacted with a carboxylic acid , for example, converting the reactant alcohol (4) into the corresponding halide (chloride, bromide or iodide) or sulfonate (eg, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, benzenesulfonate or p-toluenesulfonate, etc.), The corresponding halide and carboxylic acid are reacted, usually in a solvent, under basic conditions. It is also possible to mix the reactant alcohol (4) with triphenylphosphine and diethyl azodicarboxylate and then react the mixture with the carboxylic acid, usually in a solvent.
Examples of the carboxylic acid include the same carboxylic acid used in the reaction with (ii) carboxylic acid.
The solvent, base, reaction time and reaction temperature used can be the same as those in the reaction between the reaction substrate alcohol (4) and the acylating agent. Carboxylate salts such as sodium carboxylate, lithium carboxylate, potassium carboxylate or ammonium carboxylate may be used instead of the combination of carboxylic acid and base.

(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)
無色油状物(Colorless oil)。
IR(D-ATR):ν=2957、2873、1743、1458、1367、1242、1042、970cm-1
H-NMR(500MHz、CDCl):δ=0.78(3H、d、J=7.3Hz)、0.85(3H、s)、0.95(3H、d、J=6.9Hz)、0.97(3H、s)、1.15(1H、dd、J=12.6、9.2Hz)、1.65(1H、dq、J=8.7、7.3Hz)、1.67(1H、dd、J=12.6、7.6Hz)、1.87-1.97(2H、m)、2.05(3H、s)、3.99(1H、dd、J=10.7、6.9Hz)、4.06(1H、dd、J=10.7、5.8Hz)ppm。
13C-NMR(126MHz、CDCl):δ=10.22、17.14、21.02、23.84、29.73、39.11、41.28、44.49、44.52、46.21、68.76、171.35ppm。
GC-MS(EI,70eV):29、43、55、69、82、97、109、123、138、154、165、178、192。
(1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A')
Colorless oil.
IR (D-ATR): ν=2957, 2873, 1743, 1458, 1367, 1242, 1042, 970 cm −1 .
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 0.78 (3H, d, J = 7.3 Hz), 0.85 (3H, s), 0.95 (3H, d, J = 6.9 Hz ), 0.97 (3H, s), 1.15 (1H, dd, J = 12.6, 9.2 Hz), 1.65 (1H, dq, J = 8.7, 7.3 Hz), 1 .67 (1H, dd, J = 12.6, 7.6 Hz), 1.87-1.97 (2H, m), 2.05 (3H, s), 3.99 (1H, dd, J = 10.7, 6.9 Hz), 4.06 (1H, dd, J = 10.7, 5.8 Hz) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CDCl 3 ): δ=10.22, 17.14, 21.02, 23.84, 29.73, 39.11, 41.28, 44.49, 44.52, 46 .21, 68.76, 171.35 ppm.
GC-MS (EI, 70 eV): 29, 43, 55, 69, 82, 97, 109, 123, 138, 154, 165, 178, 192.

Claims (11)

下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物を加水分解反応に付すことにより、下記式(2)で表される2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒドを得る工程を少なくとも含む、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の製造方法。
Figure 2023012305000041
(上記一般式(1)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、波線はE体、Z体又はそれらの混合物であることを表す。)
a step of obtaining 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde represented by the following formula (2) by subjecting a vinyl ether compound represented by the following general formula (1) to a hydrolysis reaction; A method for producing 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2), comprising at least
Figure 2023012305000041
(In general formula (1) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the wavy line represents the E form, Z form, or a mixture thereof.)
請求項1に記載の、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の製造方法と、該2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)を水素添加反応に付すことにより、下記式(3)で表される2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒドを得る工程とを少なくとも含む、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の製造方法。
Figure 2023012305000042
The method for producing 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) according to claim 1, and the 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2 ) to a hydrogenation reaction to obtain 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde represented by the following formula (3): Method for producing methylcyclopentanecarbaldehyde (3).
Figure 2023012305000042
請求項2に記載の、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の製造方法と、該2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)を、還元剤との還元反応に付すことにより、下記式(4)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノールを得る工程と、該(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4)をエステル化反応に付すことにより、下記一般式(5)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物を得る工程とを少なくとも含む、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法。
Figure 2023012305000043
(上記一般式(5)中、Rは水素原子又は炭素数1~15の一価の炭化水素基を表す。)
The method for producing 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) according to claim 2, and reducing the 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) a step of obtaining (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol represented by the following formula (4) by subjecting it to a reduction reaction with an agent, and the (2,3,4,4-tetramethyl and obtaining a (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound represented by the following general formula (5) by subjecting cyclopentyl)methanol (4) to an esterification reaction. , (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5).
Figure 2023012305000043
(In general formula (5) above, R 2 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.)
前記(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)が下記式(5A)で表される(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートであり、前記(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートにおいて、4種のジアステレオマーのうち、下記式(5A’)で表される(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテートのジアステレオマー比(dr)が50%以上である、請求項3に記載の(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法。
Figure 2023012305000044
(上記式(5A)及び(5A’)中、Acはアセチル基を表し、(R)、(S)、太線結合(bold bond)及びハッシュ結合(hashed bond)は相対立体配置を表す。)
The (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) is (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate represented by the following formula (5A) , in the (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate, among the four diastereomers, (1R * ,2R * ,3S * )- represented by the following formula (5A') (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl) according to claim 3, wherein the diastereomeric ratio (dr) of (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate is 50% or more. A method for producing a methyl carboxylate compound (5).
Figure 2023012305000044
(In formulas (5A) and (5A′) above, Ac represents an acetyl group, (R * ), (S * ), bold bonds and hashed bonds represent relative configurations. )
2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)が下記式(3’)で表される(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒドであり、該(1RS,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3’)を異性化反応に付すことにより、下記式(3”)で表される(1R,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒドを得る工程をさらに含み、
前記還元反応が、前記得られた(1R,2R,3S)-2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3”)を用いて行われて、(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)が得られ、
前記エステル化反応が、前記得られた(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メタノール(4’)を用いて行われて、前記(1R,2R,3S)-(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=アセテート(5A’)が得られる、
請求項4に記載の方法。
Figure 2023012305000045
2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) is represented by the following formula (3′) (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentane is carbaldehyde, and by subjecting the (1RS,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3′) to an isomerization reaction, the following formula (3″) obtaining (1R * ,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde represented by
The reduction reaction is carried out using the obtained (1R * ,2R * ,3S * )-2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3″) to obtain (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′) is obtained,
The esterification reaction is carried out using the (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methanol (4′) obtained above to obtain the (1R * ,2R * ,3S * )-(2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl acetate (5A′) is obtained.
5. The method of claim 4.
Figure 2023012305000045
下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記一般式(7)で表されるリンイリド化合物とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより、前記ビニルエーテル化合物(1)を得る工程をさらに含む、請求項1に記載の、2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド(2)の製造方法。
Figure 2023012305000046
(上記一般式(7)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、Phはフェニル基を表す。)
By subjecting 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and a phosphorus ylide compound represented by the following general formula (7) to a Wittig reaction , The method for producing 2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde (2) according to claim 1, further comprising the step of obtaining said vinyl ether compound (1).
Figure 2023012305000046
(In general formula (7) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and Ph represents a phenyl group.)
下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記一般式(7)で表されるリンイリド化合物とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより、前記ビニルエーテル化合物(1)を得る工程をさらに含む、請求項2に記載の、2,3,4,4-テトラメチルシクロペンタンカルバルデヒド(3)の製造方法。
Figure 2023012305000047
(上記一般式(7)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、Phはフェニル基を表す。)
By subjecting 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and a phosphorus ylide compound represented by the following general formula (7) to a Wittig reaction , The process for producing 2,3,4,4-tetramethylcyclopentanecarbaldehyde (3) according to claim 2, further comprising the step of obtaining said vinyl ether compound (1).
Figure 2023012305000047
(In general formula (7) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and Ph represents a phenyl group.)
下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記一般式(7)で表されるリンイリド化合物とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより、前記ビニルエーテル化合物(1)を得る工程をさらに含む、請求項3に記載の、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法。
Figure 2023012305000048
(上記一般式(7)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、Phはフェニル基を表す。)
By subjecting 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and a phosphorus ylide compound represented by the following general formula (7) to a Wittig reaction 4. The method for producing (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) according to claim 3, further comprising the step of obtaining said vinyl ether compound (1).
Figure 2023012305000048
(In general formula (7) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and Ph represents a phenyl group.)
下記式(6)で表される2,3,4,4-テトラメチル-2-シクロペンテノンと、下記一般式(7)で表されるリンイリド化合物とをウィッティッヒ(Wittig)反応に付すことにより、前記ビニルエーテル化合物(1)を得る工程をさらに含む、請求項4に記載の、(2,3,4,4-テトラメチルシクロペンチル)メチル=カルボキシレート化合物(5)の製造方法。
Figure 2023012305000049
(上記一般式(7)中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、Phはフェニル基を表す。)
By subjecting 2,3,4,4-tetramethyl-2-cyclopentenone represented by the following formula (6) and a phosphorus ylide compound represented by the following general formula (7) to a Wittig reaction 5. The method for producing (2,3,4,4-tetramethylcyclopentyl)methyl carboxylate compound (5) according to claim 4, further comprising the step of obtaining said vinyl ether compound (1).
Figure 2023012305000049
(In general formula (7) above, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and Ph represents a phenyl group.)
下記一般式(1)で表されるビニルエーテル化合物。
Figure 2023012305000050
(式中、Rは炭素数1~15の一価の炭化水素基を表し、波線はE体、Z体又はそれらの混合物であることを表す。)
A vinyl ether compound represented by the following general formula (1).
Figure 2023012305000050
(In the formula, R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, and the wavy line represents the E form, Z form or a mixture thereof.)
下記式(2)で表される2,3,4,4-テトラメチル-1-シクロペンテンカルバルデヒド。
Figure 2023012305000051
2,3,4,4-tetramethyl-1-cyclopentenecarbaldehyde represented by the following formula (2).
Figure 2023012305000051
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